Os relógios atômicos são uma maravilha em comparação com outras formas de cronometristas. Isso levaria os anos 100,000 para um relógio atômico perder um segundo no tempo, que é assombroso, especialmente quando você o compara com relógios digitais e mecânicos que podem derrubar tanto em um dia.

Mas relógios atômicos não são peças práticas de equipamento para ter em torno do escritório ou do lar. Eles são volumosos, caros e exigem condições de laboratório para operar efetivamente. Mas fazer uso de um relógio atômico é bastante direto, especialmente como os guardiões atômicos do tempo gostam NIST (Instituto Nacional de Padrões e Tempo) e NPL (Laboratório Nacional de Física) transmitiram o tempo contado por seus relógios atômicos no rádio de ondas curtas.

NIST transmite seu sinal, conhecido como WWVB de Boulder, Colorado e é transmitido em uma freqüência extremamente baixa (60,000 Hz). As ondas de rádio da estação da WWVB podem cobrir todos os Estados Unidos continentais mais muito do Canadá e da América Central.

O sinal NPL é transmitido em Cumbria no Reino Unido e é transmitido ao longo de frequências semelhantes. Este sinal, conhecido como MSF, está disponível na maior parte do Reino Unido e sistemas similares estão disponíveis em outros países, como Alemanha, Japão e Suíça.

Os relógios atômicos controlados por rádio recebem esses sinais de ondas longas e correm-se de acordo com qualquer drift detectada pelo relógio. As redes de computadores também aproveitam esses sinais de relógios atômicos e usam o protocolo NTP (Network Time Protocol) e dedicado Servidores NTP tempo para sincronizar centenas e milhares de computadores diferentes.

Embora existam vários protocolos disponíveis para sincronização de tempo, a maioria do tempo de rede é sincronizada usando qualquer um NTP ou SNTP.

O Protocolo de tempo de rede (NTP) e o Protocolo de tempo de rede simples (SNTP) estiveram por aí desde o início da Internet (e no caso do NTP, vários anos antes) e são, de longe, os protocolos de sincronização de tempo mais populares e difundidos.

No entanto, a diferença entre os dois é leve e decidir qual protocolo é o melhor para um O servidor NTP ou uma determinada aplicação de sincronização de tempo pode ser problemática.

Como o nome sugere, SNTP é uma versão simplificada do Network Time Protocol, mas a pergunta é freqüentemente solicitada: "qual é exatamente a diferença?"

A principal diferença entre as duas versões do protocolo está no algoritmo que é usado. O algoritmo do NTP pode consultar vários relógios de referência, um cálculo que é o mais preciso.

Uso SNTP para dispositivos de processamento baixos - é adequado para máquinas menos potentes, não requer a precisão de alto nível do NTP. O NTP também pode monitorar qualquer deslocamento e jitter (pequenas variações na forma de onda resultante de flutuações de suprimento de tensão, vibrações mecânicas ou outras fontes), enquanto o SNTP não.

Outra diferença importante é a forma como os dois protocolos se ajustam para qualquer deriva em dispositivos de rede. O NTP irá acelerar ou abrandar um relógio do sistema para coincidir com o horário do relógio de referência que entra no NTP servidor (giro), enquanto o SNTP simplesmente avançará ou retrocederá o relógio do sistema.

Este passo do tempo do sistema pode causar problemas potenciais com aplicações sensíveis ao tempo especialmente do passo é bastante grande.

NTP é usado quando a precisão é importante e quando as aplicações de tempo crítico dependem da rede. No entanto, seu algoritmo complexo não é adequado para máquinas simples ou aquelas com processadores menos potentes. O SNTP, por outro lado, é mais adequado para esses dispositivos mais simples, pois ele ocupa menos recursos do computador, no entanto, não é adequado para qualquer dispositivo em que a precisão seja crítica ou onde as aplicações de tempo crítico dependem da rede.

O fornecimento de tempo correto para a sincronização de rede só é possível graças aos relógios atômicos. Comparado aos dispositivos de temporização padrão e relógio atômico é milhões de vezes mais preciso com os mais recentes projetos que fornecem tempo preciso dentro de um segundo em um 100,000 anos.

Os relógios atômicos usam a ressonância imutável de átomos durante diferentes estados de energia para medir o tempo fornecendo um tico atômico que ocorre quase 9 bilhões de vezes por segundo no caso do átomo de césio. De fato, a ressonância de césio é agora a definição oficial de um segundo que foi adotado pelo Sistema Internacional de Unidade (SI).

Os relógios atômicos são os relogios básicos utilizados para o horário internacional, UTC (Tempo Universal Coordenado). E eles também fornecem a base para Servidores NTP para sincronizar redes informáticas e tecnologias sensíveis ao tempo, como as utilizadas pelo controle de tráfego aéreo e outros aplicativos sensíveis ao tempo de alto nível.

Encontrar um relógio atômico fonte de UTC é um procedimento simples. Particularmente com a presença de fontes de tempo on-line, como as fornecidas pela Microsoft e o Instituto Nacional de Padrões e Tempo (windows.time.com e nist.time.gov).

No entanto, estes Servidores NTP são o que são conhecidos como dispositivos 2 do estrato que significam que estão conectados a outro dispositivo que, por sua vez, obtém o tempo de um relógio atômico (ou seja, uma fonte de UTC de segunda-mão).

Embora a precisão desses servidores 2 do estrato seja inquestionável, isso pode ser afetado pela distância que o cliente é dos servidores de tempo, eles também estão fora do firewall, o que significa que qualquer comunicação com um servidor de tempo online requer um UDP aberto (User Datagram Protocol) porto para permitir a comunicação.

Isso pode causar vulnerabilidades na rede e não é usado por esse motivo em qualquer sistema que exija segurança completa. Um método mais seguro (e confiável) de receber a UTC é usar uma O servidor NTP. Esses dispositivos de sincronização de tempo recebem o tempo direto dos relógios atômicos ou transmitidos em onda longa por locais como NIST ou NPL (National Physical Laboratory - UK). Alternativamente, a UTC pode ser derivada do sinal GPS transmitido pela constelação de satélites na rede GPS (Sistema de Posicionamento Global).

Um dos maiores do mundo relógios atômicos precisos deve ser lançado em órbita e anexado à Estação Espacial Internacional (ISS), graças a um acordo assinado pela agência espacial francesa.

O relógio atômico do PHARAO (Projetar Horloge Atomique by Refroidissement d'Atomique) é anexado à ISS em um esforço para testar mais precisamente a teoria de Einstein relativamente, bem como aumentar a precisão do Tempo Universal Coordenado (UTC) entre outros experimentos de geodesia.

PHARAO é um relógio atômico de césio de próxima geração com uma precisão que corresponde a menos de um segundo em todos os anos 300,000. O PHARAO será lançado pela Agência Espacial Europeia (ESA) no 2013.

Os relógios atômicos são os dispositivos de cronometragem mais precisos disponíveis para a humanidade, mas são susceptíveis a mudanças na atração gravitacional, conforme previsto pela teoria de Einstein, já que o próprio tempo é disparado pela atração da Terra. Ao colocar este relógio atômico preciso em órbita, o efeito da gravidade da Terra diminui, permitindo que o PHARAO seja mais preciso do que o relógio baseado na Terra.

Enquanto relógios atômicos não são novos para a órbita, tantos satélites; incluindo a rede de GPS (Sistema de Posicionamento Global) conter relógios atômicos, no entanto, o PHARAO estará entre os relógios mais precisos já lançados no espaço, permitindo que ele seja usado para análises muito mais detalhadas.

Os relógios atômicos existem desde o 1960, mas seu crescente desenvolvimento abriu caminho para tecnologias cada vez mais avançadas. Os relógios atômicos formam a base de muitas tecnologias modernas da navegação por satélite para permitir que as redes de computadores se comuniquem efetivamente em todo o mundo.

Redes de computadores receber sinais de tempo de relógios atômicos via Servidores NTP tempo (Network Time Protocol), que pode sincronizar com precisão uma rede de computadores dentro de alguns milissegundos de UTC.

Não poderíamos viver nossas vidas sem elas. Eles afetam quase todos os aspectos da nossa vida diária e muitas das tecnologias que damos para garantir no mundo de hoje, simplesmente não poderia funcionar sem elas. Na verdade, se você está lendo este artigo na Internet, existe a chance de você usar um agora.

Sem saber disso, os relógios atômicos governam todos nós. Da internet; para redes de telefonia móvel e navegação por satélite, sem relógios atômicos, nenhuma dessas tecnologias seria possível.

Relógios atômicos regem todas as redes de computadores usando o protocolo NTP (protocolo de tempo da rede) e tempo os servidores de rede, os sistemas informáticos em todo o mundo permanecem em perfeita sincronia.

E eles continuarão a fazê-lo por vários milhões de anos, uma vez que os relógios atômicos são tão precisos que podem manter o tempo em um segundo por mais de 100 milhões de anos. Contudo, relógios atômicos pode ser feito ainda mais preciso e uma equipe francesa de cientistas planeja fazer exatamente isso, lançando um relógio atômico no espaço.

Os relógios atômicos são limitados à sua precisão na Terra por causa dos efeitos da atração gravitacional do planeta no tempo em si; Como Einstein sugeriu, o tempo em si é entortado pela gravidade e essa urdidura retarda o tempo na Terra.

No entanto, um novo tipo de relógio atômico chamado PHARAO (Projet d'Horloge Atomique por Refroidissement d'Atomes en Orbit) deve ser colocado a bordo da ISS (estação espacial internacional) fora do alcance dos piores efeitos da atração gravitacional da Terra.

Este novo tipo de relógio atômico permitirá uma sincronização extremamente precisa com outros relógios atômicos, aqui na Terra (o que, de fato, fará a sincronização a um NTP servidor ainda mais preciso).

Espera-se que o faraó atinja precisões de cerca de um segundo cada 300 milhões de anos e permitirá novos avanços nas tecnologias dependentes do tempo.

O Windows 7 é a última edição da família de sistemas operacionais da Microsoft. Na sequência do muito criticado Windows Vista, o Windows 7 tem uma recepção muito mais calorosa dos críticos e consumidores.

A sincronização de tempo no Windows 7 é extremamente simples como o protocolo NTP (Network Time Protocol) é incorporado no Windows 7 e o sistema operacional sincroniza automaticamente o relógio do computador conectando-se ao serviço de tempo da Microsoft time.windows.com.

Isso é útil para muitos usuários domésticos, mas a sincronização na Internet não é suficientemente segura para uma rede de computadores pelo seguinte motivo:

Para se conectar a qualquer fonte de tempo da Internet, como time.windows.com, é necessário que uma publicação seja deixada aberta no firewall. Tal como acontece com qualquer porta aberta em um firewall de rede, isso pode ser usado como um ponto de entrada por um usuário mal-intencionado ou algum software mal-intencionado.

A facilidade de sincronização de tempo no Windows 7 pode ser desligada e é bastante simples ao abrir a caixa de diálogo de hora e data e desmarque a caixa de sincronização.

No entanto, a sincronização de tempo em uma rede é vital, portanto, se o serviço de tempo da Internet estiver desligado, ele precisa ser substituído por uma fonte de tempo segura e precisa.

De longe, a melhor maneira de fazer isso é usar uma fonte de tempo que seja externa à rede (e ao firewall).

A maneira mais simples, segura e precisa de sincronizar uma rede do Windows 7 é usar uma NTP servidor. Esses dispositivos usam uma referência de tempo de uma freqüência de rádio (geralmente distribuída por laboratórios nacionais de física, como a NPL da Grã-Bretanha e a América NIST) ou a partir da rede de satélites GPS.

Uma vez que ambas as fontes de referência provêm de fontes de relógio atômico, elas também são incrivelmente precisas e uma rede 7 do Windows que consiste em centenas de máquinas pode ser sincronizada dentro de alguns milissegundos da escala de tempo global UTC (Tempo Universal Coordenado), utilizando apenas um O servidor NTP.

A sincronização de tempo pode ser uma dor de cabeça para muitos administradores de rede tentando sincronizar uma rede pela primeira vez. Há muitas armadilhas nas quais um administrador de rede inconsciente pode entrar ao tentar fazer com que cada máquina em uma rede se sincronize ao mesmo tempo.

O primeiro problema que muitos administradores de rede fazem é a seleção da fonte de tempo. UTC (Tempo Universal Coordenado) é uma escala de tempo global e é usado em todo o mundo como base para Sincronização de tempo pois não depende de fusos horários, permitindo que a comunidade global baseie-se em uma escala de tempo.

O UTC também é controlado por uma constelação de relógios atômicos que garante sua precisão; no entanto, é regularmente ajustado para garantir que ele coincida com o tempo solar médio pela adição de segundos de salto que são adicionados para contrariar a desaceleração natural da rotação da Terra.

O UTC está prontamente disponível como uma referência de tempo de várias fontes. A Internet é uma localização popular para receber uma fonte de hora UTC. No entanto, uma fonte de tempo da Internet está localizada através do firewall de rede e problemas de segurança podem surgir de ter que deixar a porta UDP aberta para receber os pedidos de tempo.

As fontes de tempo da Internet também podem ser imprecisas e, como o próprio sistema de segurança do NTP, conhecido como autenticação NTP, não pode funcionar na Internet, outros problemas de segurança podem surgir.

Uma solução muito melhor para obter uma fonte de UTC é usar o Sistema de Posicionamento Global (GPS) ou as transmissões de rádio de onda longa transmitidas por vários laboratórios nacionais de física, como NIST nos EUA e no Reino Unido NPL.

Dedicado Servidores NTP tempo pode receber esses sinais seguros e autenticados e depois distribuí-los entre todos os dispositivos em uma rede.

Os sistemas de navegação por satélite, ou os navios sat, mudaram a maneira como navegamos pelo meio das estradas. Longe foram os dias em que os viajantes tiveram que ter uma caixa de luvas cheia de mapas e também foi a necessidade de parar e pedir um local para as direções.

A navegação por satélite significa que agora vamos do ponto A ao ponto B, confiamos que nossos sistemas nos levarão lá e enquanto os sistemas de navegação saturados não são à prova de enganar (devemos ter lido as histórias de pessoas que dirigem sobre falésias e rios etc.) certamente revolucionou nosso wayfinding.

Atualmente, existe apenas um Sistema Global de Navegação por Satélite (GNSS), o Sistema de Posicionamento Global do American Run (GPS). Apesar disso, um sistema europeu rival (Galileo) está configurado para entrar online em algum momento após o 2012 e um sistema russo (GLONASS) e chinês (COMPASS) estão sendo desenvolvidos.

No entanto, todas essas redes GNSS operarão usando a mesma tecnologia empregada pelo GPS e, de fato, os sistemas GPS atuais devem poder utilizar esses sistemas futuros sem muita alteração.

O sistema GPS é basicamente uma constelação de satélites (atualmente há 27). Esses satélites contêm a bordo um relógio atômico (na verdade, dois estão na maioria dos satélites GPS, mas, para o propósito desta explicação, só é necessário considerar uma). Os sinais que são transmitidos a partir do satélite GPS contêm várias informações enviadas como um número inteiro:

* O tempo que a mensagem foi enviada

* A posição orbital do satélite (conhecida como efemérides)

* A saúde geral do sistema e as órbitas dos outros satélites GPS (conhecido como o almanaque)

Um receptor de navegação por satélite, o tipo encontrado no dashbopard de seu carro, recebe essa informação e, usando a informação de tempo, calcula a distância exata do receptor para o satélite. Ao usar três ou mais desses sinais, a posição exata pode ser triangulada (quatro sinais são realmente necessários, já que a altura acima do nível do mar também deve ser elaborada).

Como a triangulação funciona quando o sinal de tempo foi enviado e quanto tempo demorou para chegar ao receptor, os sinais devem ser incrivelmente precisos. Mesmo um segundo de imprecisão poderia ver a informação de navegação, mas milhares de quilômetros como luz e, portanto, sinais de rádio, podem viajar quase 300,000 km a cada segundo.

Atualmente, a rede de satélites GPS pode fornecer precisão de navegação dentro dos medidores 5, que mostra apenas como relógios atômicos precisos pode ser.

Parece que quase todos os painéis do carro possuem um receptor GPS empoleirado no topo. Eles se tornaram incrivelmente populares como uma ferramenta de navegação com muitas pessoas confiando neles apenas para trabalhar seu caminho em torno das redes rodoviárias.

O Sistema de Posicionamento Global tem sido há alguns anos, mas foi originalmente projetado e construído para aplicações militares dos EUA, mas foi estendido para uso civil após um desastre de linha aérea.

Embora seja uma ferramenta incrivelmente útil e conveniente, os sistemas GPS são relativamente simples em sua operação. A navegação funciona usando uma constelação de 30 ou assim, satélites (há mais alguns que estão em órbita, mas não são mais operacionais).

Os sinais enviados pelos satélites contêm três informações recebidas pelos dispositivos sat nav em nossos carros.

Essa informação inclui:

* O tempo que a mensagem foi enviada

* A posição orbital do satélite (conhecida como efemérides)

* A saúde geral do sistema e as órbitas dos outros satélites GPS (conhecido como o almanaque)

A forma como a informação de navegação é elaborada é usando a informação de quatro satélites. O tempo que os sinais deixaram cada um dos satélites é gravado pelo receptor de navegação sat e a distância de cada satélite é elaborada usando esta informação. Ao usar a informação de quatro satélites, é possível descobrir exatamente onde o receptor de satélite é, esse processo é conhecido como triangulação.

No entanto, trabalhar exatamente onde você está no mundo depende da precisão completa nos sinais de tempo que são transmitidos pelos satélites. Como sinais como o GPS viaja à velocidade da luz (aproximadamente 300,000 km por segundo através de um vácuo), mesmo uma imprecisão de um segundo poderia ver informações de posicionamento por quilômetros 300! Atualmente, o sistema GPS é preciso a cinco metros, o que demonstra a precisão da precisão da informação de tempo transmitida pelos satélites.

Este alto nível de precisão é possível porque cada satélite GPS contém relógios atômicos. Os relógios atômicos são incrivelmente precisos confiando nas incessantes oscilações dos átomos para manter o tempo - de fato, cada satélite GPS funcionará por mais de um milhão de anos antes de driblar até um segundo (em comparação com o relógio eletrônico médio, que será drift por um segundo em uma semana ou duas)

Devido a este alto nível de precisão, os relógios atômicos a bordo dos satélites GPS podem ser usados ​​como fonte de tempo preciso para o sincronização de redes informáticas e outros dispositivos que requerem sincronização.

Receber este sinal de tempo requer o uso de um Servidor NTP GPS que irá sincronizar com o satélite e distribuir o tempo para todos os dispositivos em uma rede.

O Windows 7, o sistema operacional mais recente da Microsoft, também é o primeiro sistema operacional que sincroniza automaticamente o relógio do PC para uma fonte da Internet. Hora UTC (Tempo Universal Coordenado). A partir do momento em que um computador Windows 7 está ligado e está conectado à Internet, solicitará sinais de tempo do serviço de tempo da Microsoft - time.windows.com.

Embora, para muitos usuários domésticos, isso os salvará o incômodo de configurar e corrigir o seu relógio à medida que deriva, para usuários empresariais pode ser problemático, pois as fontes de tempo na internet não são seguras e a recepção de uma fonte de tempo através da porta UDP no firewall pode levar a falhas de segurança e, como fontes de tempo na Internet, não podem ser autenticadas por NTP (Network Time Protocol), os sinais podem ser seqüestrados por usuários mal-intencionados.

Esta fonte de tempo de internet pode ser desativada abrindo a caixa de diálogo de relógio e data, e abrindo a guia Hora da Internet, clicando no botão de configuração 'Alterar' e desmarcando o 'Sincronize com um servidor de tempo da Internet<opção.

Embora isso não tenha certeza de que nenhum tráfego indesejado estará chegando através de seu firewall, isso também significará que a máquina 7 do Windows não será sincronizada com o UTC e seu cronograma dependerá do relógio da placa-mãe, que eventualmente irá derrubar.

Para sincronizar uma rede de máquinas Windows 7 com uma fonte precisa e segura da UTC, a solução mais prática e mais simples é conectar uma servidor dedicado tempo NTP. Estes se conectam diretamente a um roteador ou a um switch e permitem a recepção segura de uma fonte de tempo de relógio atômico.

Servidores NTP tempo use o sinal GPS altamente preciso e seguro (Sistema de Posicionamento Global) disponível em todos os lugares do planeta ou sinais de rádio de onda longa mais localizados transmitidos por vários laboratórios nacionais de física, como NIST de NPL.