Acompanhar tempo tem sido parte integrante de ajudar a civilização humana a se desenvolver. Pode-se argumentar que o maior passo que a humanidade levou foi no desenvolvimento da agricultura, permitindo aos humanos liberar mais tempo para desenvolver culturas sofisticadas.

No entanto, a agricultura era fundamentalmente dependente do cronograma. As culturas são sazonais e saber quando plantá-las é a chave para toda a horticultura. Acredita-se que monumentos antigos como Stonehenge foram elaborados calendários ajudando os antigos a identificar os dias mais curtos e mais longos (solstício).

À medida que a civilização humana se desenvolveu, contar um tempo cada vez mais preciso tornou-se cada vez mais importante. E identificar dias do ano era uma coisa, mas calcular o quão longe em um dia era outro.

O tempo foi extremamente impreciso até a Idade Média. As pessoas dependerão de comparações de tempo como uma referência de tempo, como por exemplo, quanto tempo demorou para andar uma milha ou a hora do dia seria estimada a partir de quando o sol estava mais alto (meio dia).

Felizmente, o desenvolvimento de relógios durante o meio do último milênio significou que, pela primeira vez, os seres humanos podiam dizer com algum grau de precisão a hora do dia. À medida que os relógios se desenvolveram, sua precisão e civilização se tornaram mais eficientes, pois os eventos poderiam ser mais precisamente sincronizados.

Quando os relógios eletrônicos chegaram no final do século passado, a precisão foi aumentada e as novas tecnologias começaram a se desenvolver, mas não foi até o surgimento da relógio atômico que o mundo moderno realmente tomou forma.

Os relógios atômicos permitiram tecnologias como satélites, redes de computadores e rastreamento de GPS possíveis, pois são tão precisas - em um segundo a cada cem milhões de anos.

Os relógios atômicos foram até mesmo descobertos para ser ainda mais precisos do que a rotação da Terra que varia, graças à gravidade da Lua e segundos extras devem ser adicionados ao longo de um dia - O salto em segundo lugar.

Os relógios atômicos significam que uma escala de tempo global precisa até um milésimo de segundo foi desenvolvida chamada UTC - Tempo Universal Coordenado.

Redes de computadores para se comunicar entre si em todo o mundo em perfeita sincronização para a UTC se eles usam uma O servidor NTP.

Um servidor NTP irá sincronizar uma rede de computadores inteira para dentro de alguns milissegundos de tempo UTC permitindo comunicações e transações globais.

Relógios atômicos ainda estão sendo desenvolvidos, os últimos relógios de estrôncio são uma precisão promissora em um segundo a cada bilhão de anos.

Os servidores de tempo vêm em várias formas e tamanhos. A principal diferença entre servidores de tempo dedicados é na forma como eles recebem uma fonte de tempo.

Alguns servidores do tempo utilizam transmissões de tempo e frequência nacionais que são transmitidas em ondas longas, enquanto outros usam a rede GPS.

Alguns servidores de tempo são projetados para serem montáveis ​​em rack, perfeitos para o sistema médio U de racks, permitindo que o corte seja ajustado confortavelmente em seu rack existente.

Outros servidores de tempo não são mais do que pequenas caixas que podem ser discretamente escondidas.

Aqui está uma lista dos principais fabricantes de servidores de tempo:

Sistemas Galleon

Elproma

Symmetricom

Meinberg

Time Tools

O NTP servidor ou o servidor de tempo de rede, como é frequentemente chamado é o ponto culminante de séculos de horlogia e cronologia. A história de acompanhar o tempo não foi tão suave quanto você pensa.

Em que mês foi a revolução russa de outubro? Tenho certeza que você adivinhou que é uma questão de truques, de fato, se você rastrear os dias de volta à revolução de outubro que mudou a forma da Rússia no 1917, você descobrirá que não começou até novembro!

Uma das primeiras decisões que os bolcheviques, que ganharam a revolução, optaram por fazer se juntar ao resto do mundo, seguindo o calendário gregoriano. A Rússia foi a última a adotar o calendário, que ainda está sendo utilizado em todo o mundo hoje.

Este novo calendário foi mais sofisticado que o calendário juliano que a maioria da Europa usava desde o Império Romano. Infelizmente, o calendário juliano não permitiu anos de pulo suficientes e, na virada do século, isso significava que as estações haviam se desviado, tanto assim, que quando a Rússia finalmente adotou o calendário após a quarta-feira, 31 janeiro 1918 no dia seguinte tornou-se quinta-feira, 14 February 1918.

Assim, enquanto a revolução de outubro ocorreu em outubro no antigo sistema, para o novo calendário gregoriano, isso significou que aconteceu em novembro.

Enquanto o resto da Europa adotou esse calendário mais preciso antes dos russos, eles ainda precisavam corrigir a deriva sazonal, então, no 1752, quando a Grã-Bretanha mudou de sistema, perderam onze dias que, de acordo com o pintor populista da época, Hogarth, provocou que os rebeldes exigem o retorno de seus onze dias perdidos.

Este problema de imprecisão no controle do tempo foi pensado para ser resolvido no 1950 quando o primeiro relógios atômicos Foram desenvolvidos. Esses dispositivos eram tão precisos que podiam manter o tempo por um milhão de anos sem perder um segundo.

No entanto, logo descobriu-se que esses novos cronômetros eram precisamente precisos - em comparação com a rotação da Terra de qualquer maneira. O problema era que, enquanto os relógios atômicos podiam medir o comprimento de um dia para o milissegundo mais próximo, um dia nunca é o mesmo comprimento.

O motivo é que a gravidade da Lua afeta a rotação da Terra causando um bambu. Esse bambu tem o efeito de abrandar e acelerar a rotação da Terra. Se nada fosse feito para compensar isso, então, eventualmente, o tempo contado pelos relógios atômicos (International Atomic Time-TAI) e o tempo baseado na rotação da Terra usada pelos agricultores, os astrônomos e você e eu (Greenwich Meantime-GMT) drift que eventualmente O meio dia se tornaria meia-noite (embora em muitos milênios).

A solução tem sido elaborar um cronograma que se baseie no tempo atômico, mas também é responsável por esse bamboleamento da rotação da Terra. A solução foi chamada de UTC (Tempo Universal Coordenado) e explica a rotação variável da Terra ao adicionar "segundos de salto" ocasionalmente adicionados. Houve mais de trinta segundos de salto adicionados à UTC desde a sua criação no 1970's.

O UTC agora é uma escala de tempo global usada em todo o mundo por redes de computadores para sincronizar também. A maioria das redes de computadores usa um NTP servidor para receber e distribuir a hora UTC.

O cronograma NTP baseia-se em UTC (Tempo Universal Coordenado), que é uma escala de tempo civil global baseada no Tempo Atômico Internacional (TAI), mas explica o abrandamento da rotação da Terra ao adicionar intermitentemente "segundos de salto".

Isso é feito para garantir que o UTC seja mantido em coincidência com GMT (Greenwich Meantime, muitas vezes referido como UT1). Falhar em explicar o desaceleração da Terra em sua rotação (e acelerar ocasionalmente) significaria que a UTC ficaria sem sincronização com GMT e meio dia, quando o sol é tradicionalmente o mais alto do céu seria deriva. Na verdade, se os segundos de salto não fossem adicionados, o meio dia caísse à meia-noite e vice-versa (embora em vários milênios).

Nem todos estão felizes com alguns segundos, há aqueles que sentem que a adição de segundos para manter a rotação da Terra e o UTC inline não passa de um fudge. No entanto, não conseguiria fazê-lo, tornando impossíveis as observações astronômicas, pois os astrônomos precisam saber o posicionamento exato dos corpos estelares e os agricultores também dependem da rotação da Terra.

O Relógio NTP representa o tempo de uma maneira totalmente diferente da forma como os seres humanos percebem o tempo. Em vez de formatar o tempo em minutos, horas, dias, meses e anos, o NTP usa um número contínuo que representa o número de segundos que passou desde 0h 1 janeiro 1900. Isso é conhecido como a época principal.

Os segundos contados a partir da época principal continuam a aumentar, mas envolve todos os anos 136. O primeiro envolvimento ocorrerá nos anos 2036, 136 desde a primeira época. Para lidar com este NTP utilizará um inteiro de era, então, quando os segundos forem redefinidos para zero, o número inteiro 1 representará a primeira era e os números inteiros negativos representam as eras antes da primeira época.

Servidores de tempo que recebem o tempo do sistema GPS, na verdade não recebem UTC, principalmente porque a rede GPS estava em desenvolvimento antes do primeiro salto, mas é baseada em TAI. No entanto, o tempo GPS é convertido para UTC pelo servidor de horário GPS.

A transmissão de transmissão de rádio de laboratórios nacionais de física, como MSF, DCF ou WWVB, são todas baseadas em UTC e, portanto, os servidores de tempo não precisam fazer nenhuma conversão.

Os relógios atômicos existem desde o 1950. Eles forneceram uma precisão incrível no cronograma com a maioria dos relógios atômicos modernos, não perdendo um segundo no tempo em um milhão de anos.

Graças aos relógios atômicos, muitas tecnologias se tornaram possíveis e mudaram a maneira como vivemos nossas vidas. Comunicação por satélite, navegação por satélite, compras na internet e comunicação de rede só são possíveis graças aos relógios atômicos.

Os relógios atômicos são a base para o tempo universal coordenado global do horário mundial (UTC) e são a referência que muitas redes de computadores usam como fonte de tempo para distribuir entre seus dispositivos usando NTP (Network Time Protocol) e um servidor de horário.

Os relógios atômicos são baseados no átomo cesium -133. Este elemento tem sido tradicionalmente usado em relógios atômicos como sua ressonância ou vibrações durante um determinado estado de energia, ou extremamente alto (ao longo de 9 bilhões) e, portanto, pode fornecer altos níveis de precisão.

No entanto, novos tipos de relógios atômicos estão no horizonte que irão apresentar ainda mais precisão com a próxima geração de relógios atômicos, sem ganhar nem perder um segundo em 200 milhões de anos.

A próxima geração de relógios atômicos já não conta com o átomo de césio, mas usa elementos como mercúrio ou estrôncio e em vez de usar microondas como os relógios de césio, esses novos relógios usam luz que tem freqüências mais altas.

A ressonância de Strontium também excede XnUMX trillion, que é muito superior às 430 bilhões de vibrações que o césio gerencia.

Atualmente, os relógios atômicos podem ser utilizados por sistemas informáticos usando um rádio ou relógio GPS ou dedicado O servidor NTP. Esses dispositivos podem receber o sinal de tempo transmitido por relógios atômicos e distribuí-los entre dispositivos de rede e computadores.

No entanto, o Instituto Nacional de Padrões e Tecnologia (NIST) revelou um relógio atômico em miniatura que mede apenas milimetros 1.5 em um lado e cerca de 4 milímetros de altura. Consome menos de 75 milésimos de um watt e tem uma estabilidade de cerca de uma parte em 10 bilhões, equivalente a um relógio que não ganharia nem perderia mais de um segundo em anos 300.

No futuro, esses dispositivos poderiam ser integrados em sistemas informáticos, substituindo os chips de clock atuais em tempo real, que são notoriamente imprecisos e podem derivar.

Tempo Universal Coordenado (UTC - do Francês Temps Universel Coordonné) é um cronograma internacional baseado no tempo contado pelos relógios atômicos. Os relógios atômicos são precisos dentro de um segundo em vários milhões de anos. Eles são tão precisos que o International Atomic Time, o tempo transmitido por esses dispositivos, é ainda mais preciso do que a rotação da Terra.

A rotação da Terra é afetada pela gravidade da lua e, portanto, pode diminuir ou acelerar. Por esse motivo, o International Atomic Time (TAI do French Temps Atomique International) deve ter "Leap seconds" para mantê-lo alinhado com o horário original GMT (Greenwich entretanto) também conhecido como UT1, que é baseado no tempo solar .

Esta nova escala de tempo conhecida como UTC agora é usada em todo o mundo, permitindo que redes e comunicações de computadores sejam conduzidas em lados opostos do globo.

A UTC é governada não por um país ou administração individual, mas pela colaboração de relógios atômicos em todo o mundo, o que garante a neutralidade política e também a precisão.

O UTC é transmitido de várias maneiras em todo o mundo e é utilizado por redes de computadores, companhias aéreas e satélites para garantir uma sincronização precisa, independentemente da localização na Terra.

No EUA NIST (Instituto Nacional de Padrões e Tecnologia), a UTC de seu relógio atômico em Fort Collins, Colorado. Os Laboratórios Nacionais de Física do Reino Unido e Alemanha possuem sistemas similares na Europa.

A internet também é outra fonte de tempo UTC. Mais de mil servidores de tempo na Web pode ser usado para receber uma fonte de hora UTC, embora muitos não sejam precisos o suficiente para a maioria das necessidades de rede.

Outro, método seguro e preciso de receber a UTC é usar os sinais transmitidos pelo Sistema de Posicionamento Global dos EUA. Os satélites da rede GPS contêm todos relógios atômicos que são usados ​​para permitir o posicionamento. Estes relógios transmitem o tempo que pode ser recebido usando um receptor GPS.

Muitos dedicados servidores de tempo estão disponíveis que podem receber uma fonte de horário UTC da rede GPS ou das transmissões do Laboratório Nacional de Física (todas as quais são transmitidas pela onda larga 60 kHz).

A maioria dos servidores de horário usa NTP (Network Time Protocol) para distribuir e sincronizar redes de computadores com a hora UTC.

A maioria das pessoas já ouviu falar relógios atômicos, sua precisão e precisão são bem conhecidas. Um relógio ato0mic tem o potencial de manter o tempo por vários centenas de milhões de anos e não perder um segundo na deriva. Drift é o processo onde os relógios perdem ou ganham tempo por causa das imprecisões nos mecanismos que os fazem funcionar.

Os relógios mecânicos, por exemplo, existem há centenas de anos, mas mesmo os mais caros e bem projetados deriva pelo menos um segundo por dia. Enquanto os relógios eletrônicos são mais precisos, eles também serão drift em cerca de um segundo por semana.

Os relógios atômicos não têm comparação quando se trata de manter o tempo. Como um relógio atômico é baseado na oscilação de um átomo (na maioria dos casos, o átomo de cesio 133) que possui uma ressonância exata e finita (o cesio é 9,192,631,770 a cada segundo), isso faz com que sejam precisos até um bilionésimo de segundo (um nanosegundo) .

Embora esse tipo de precisão seja incomparável, possibilitou tecnologias e inovações que mudaram o mundo. A comunicação por satélite só é possível graças ao tempo de manutenção dos relógios atômicos, assim como a navegação por satélite. Como a velocidade da luz (e, portanto, as ondas de rádio) viajam ao longo de 300,000km um segundo, uma imprecisão de um segundo pode ver um sistema de navegação a centenas de milhares de quilômetros de distância.

A precisão precisa também é essencial em muitas aplicações informáticas modernas. A comunicação global, em particular as transações financeiras, deve ser feita com precisão. Em Wall Street ou na Bolsa de Valores de Londres, um segundo pode ver o valor das ações aumentar ou diminuir em milhões. A reserva on-line também exige a precisão e a sincronia perfeita, apenas os relógios atômicos podem fornecer, caso contrário, os ingressos podem ser vendidos mais de uma vez e as máquinas de caixa podem acabar pagando seu salário duas vezes se você encontrou uma máquina de dinheiro com um relógio lento.

Embora isso possa parecer desejável para os mais desonesto de nós, não é preciso muita imaginação para entender quais problemas podem causar uma falta de precisão e sincronização. Por esta razão, foi desenvolvido um cronograma internacional baseado no tempo contado pelos relógios atômicos.

UTC (Tempo Universal Coordenado) é o mesmo em todos os lugares e pode explicar a desaceleração da rotação da Terra, adicionando alguns segundos para manter a linha UTC com a GMT (Greenwich Meantime). Todas as redes de computadores que participam da comunicação global precisam ser sincronizadas com a UTC. Como a UTC é baseada no tempo contado pelos relógios atômicos, é a escala de tempo mais precisa possível. Para que uma rede de computadores receba e mantenha sincronizado com UTC, primeiro precisa acessar um relógio atômico. Estes são equipamentos caros e grandes e, em geral, só podem ser encontrados em laboratórios de física em grande escala.

Felizmente, o tempo contado por esses relógios ainda pode ser recebido por um servidor de tempo de rede diminuir utilizando as transmissões de ondas longas de tempo e frequência transmitidas por laboratórios nacionais de física ou do GPS (sistema de Posicionamento Global). NTP (protocolo de tempo de rede) pode então distribuir este tempo UTC para a rede e usar o sinal de tempo para manter todos os dispositivos na rede perfeitamente sincronizados para UTC.

O desenvolvimento de relógios atômicos ao longo do século XX tem sido fundamental para muitas das tecnologias que utilizamos todos os dias. Sem relógios atômicos, muitas das inovações do século XX simplesmente não existiriam.

A comunicação por satélite, o posicionamento global, as redes de computadores e até mesmo a Internet não seriam capazes de funcionar da maneira que estamos acostumados, se não fosse para relógios atômicos e sua ultra-precisão no tempo.

Os relógios atômicos são cronômetros incrivelmente precisos que não perdem um segundo em milhões de anos. Em comparação, os relógios digitais podem perder um segundo a cada semana e os relógios mecânicos mais intrincados precisam ainda mais tempo.

O motivo da incrível precisão de um relógio atômico é que ele é baseado em uma oscilação de um único átomo. Uma oscilação é apenas uma vibração em um nível de energia particular, no caso da maioria dos relógios atômicos, eles são baseados na ressonância do átomo de césio que oscila exatamente em tempos 9,192,631,770 a cada segundo.

Muitas tecnologias agora contam com relógios atômicos por sua precisão desenfreada. O sistema de postagem global é um excelente exemplo. Os satélites GPS têm todos a bordo um relógio atômico e é essa informação de tempo que é usada para trabalhar em posicionamento. Como os satélites GPS se comunicam usando ondas de rádio e viajam à velocidade da luz (180,000 milhas por segundo no vácuo), pequenas imprecisões no tempo poderiam tornar o posicionamento impreciso em centenas de quilômetros.

Outra aplicação que requer o uso de relógios atômicos é em redes de computadores. Quando os computadores falam um com o outro em todo o mundo, é imperativo que todos eles usem a mesma fonte de tempo. Se não o fizeram, as transações sensíveis ao tempo, como compras na Internet, reservas on-line, bolsa de valores e até mesmo envio de e-mail, seriam quase impossíveis. Os e-mails chegariam antes de serem enviados e o mesmo item em um site de compras na Internet poderia ser vendido para mais de uma pessoa.

Por este motivo, foi desenvolvido um cronograma global chamado UTC (Tempo Universal Coordenado) com base no tempo contado pelos relógios atômicos. O UTC é entregue a redes de computadores via times servers. A maioria dos servidores de tempo utilizam o NTP (protocolo de tempo de rede) para distribuir e sincronizar as redes.

Servidores NTP tempo pode receber o tempo UTC de várias fontes, mais comumente, os relógios atômicos de bordo do sistema GPS podem ser usados ​​como uma fonte UTC por um servidor de tempo conectado a uma antena GPS.

Outro método bastante utilizado pelo NTP servidor de tempos é utilizar a transmissão de rádio de longa onda transmitida pelos laboratórios nacionais de física de vários países. Embora não esteja disponível em todos os lugares e bastante suscetível a topografia local, as transmissões fornecem um método seguro de recebimento de fonte de tempo.

Se nenhum desses métodos estiver disponível, uma fonte de tempo UTC pode ser recebida da Internet, embora a precisão e a segurança não sejam garantidas.