O sistema global de postagem é uma das tecnologias mais utilizadas no mundo moderno. Muitas pessoas dependem da rede para navegar por satélite ou sincronização de tempo. A maioria dos usuários da estrada agora conta com alguma forma de navegação de GPS ou celular, e os drivers profissionais são quase totalmente dependentes deles.

E não é apenas a navegação que o GPS é útil. Como os satélites GPS contêm relógios atômicos - é o tempo que esses relógios são usados ​​pelos sistemas de navegação por satélite para trabalhar com precisão - eles são usados ​​como uma fonte primária de tempo para toda uma série de tecnologias sensíveis ao tempo.

Sinalização, redes CCTV, máquinas ATM e redes modernas de computadores, precisam de fontes precisas de tempo para evitar a deriva e garantir a sincronia. A maioria das tecnologias modernas, como os computadores, contêm peças de tempo internas, mas estes são apenas osciladores de quartzo simples (tipo de relógio similar usado em relógios modernos) e podem derivar. Isso não só faz com que o tempo lentamente se torne impreciso, quando os dispositivos são conectados juntos, essa derivação pode deixar as máquinas incapazes de cooperar, pois cada dispositivo pode ter um tempo diferente.

Este é o lugar onde a rede de GPS vem, como diferente de outras formas de fontes de tempo precisas, o GPS está disponível em qualquer lugar do planeta, é seguro (para uma rede de computador é recebida externamente ao firewall) e incrivelmente preciso, mas o GPS tem um distinta desvantagem.

Enquanto estiver disponível em todo o planeta, o sinal GPS é bastante fraco e, para obter um sinal, seja para sincronização de tempo ou para navegação, é necessária uma visão clara do céu. Por esse motivo, a antena GPS é fundamental para garantir que você obtenha um sinal de boa qualidade.

à medida que o A antena GPS tem que ir ao ar livre, é importante não só impermeável, capaz de operar na chuva e outros elementos do clima, mas também resistente à variação das temperaturas experimentadas ao longo do ano.

Uma das principais causas de GPS NTP servidor falha (os servidores de tempo que recebem sinais de tempo de GPS e distribuí-los em torno de uma rede usando Network Time Protocol) é uma antena com falha ou falha, garantindo assim que a antena GPS é impermeável e resistente às mudanças sazonais de temperatura pode eliminar o risco de sinal de tempo futuro falhas.

Antena GPS impermeável

Um novo relógio atômico tão preciso como qualquer produzido foi desenvolvido pela Universidade de Tóquio, que é tão preciso que pode medir as diferenças no campo gravitacional da Terra - informa o jornal Nature Photonics.

Enquanto os relógios atômicos são altamente precisos e são usados ​​para definir o horário internacional UTC (Tempo Universal Coordenado), em que muitas redes de computadores contam para sincronizar seus Servidores NTP para eles, são finitos em sua precisão.

O relógio atómico usa as oscilações dos átomos emitidos durante a mudança entre dois estados de energia, mas atualmente eles são limitados pelo efeito Dick, onde ruído e interferência gerados pelos láseres usados ​​para ler a freqüência do relógio, afetam gradualmente o tempo.

Os novos relógios de rede óptica, desenvolvidos pelo professor Hidetoshi Katori e sua equipe na Universidade de Tóquio, contornam esse problema prendendo os átomos oscilantes em uma rede óptica produzida por um campo a laser. Isso torna o relógio extremamente estável e incrivelmente preciso.

De fato, o relógio é tão preciso. O professor Katori e sua equipe sugerem que não só os futuros sistemas GPS tornam-se precisos dentro de alguns centímetros, mas também podem medir a diferença na gravitação da Terra.

Conforme descoberto por Einstein em suas Teorias Especial e Geral da Relatividade, o tempo é afetado pela força dos campos gravitacionais. Quanto maior a gravidade de um corpo, mais tempo e espaço é curvado, diminuindo o tempo.

O professor Katori e sua equipe sugerem que isso significa que seus relógios poderiam ser usados ​​para encontrar depósitos de petróleo abaixo da Terra, já que o petróleo é uma densidade menor e, portanto, tem uma gravidade mais fraca do que a rocha.

Apesar do Dick Effect, os relógios atômicos tradicionais atualmente são usados ​​para governar UTC e para sincronizar redes de computadores via Servidores NTP tempo, ainda são altamente precisos e não serão derrubados por um segundo em mais de 100,000 anos, ainda são precisos o suficiente para a maioria dos requisitos de tempo precisos.

No entanto, há um século, o relógio mais preciso disponível era um relógio de quartzo eletrônico que desviaria um segundo por dia, mas como a tecnologia desenvolvia cada vez mais precisos intervalos de tempo, então, no futuro, é altamente possível que essa nova geração de relógios atômicos será a norma.

Como fabricante de Servidores NTP tempo, sincronizando as redes de computadores e mantendo-as precisas dentro de alguns milissegundos da hora UTC internacional (Tempo Universal Coordenado), muitas vezes pensamos que podemos manter um bom acompanhamento do tempo.

O tempo, no entanto, é indescritível e não é a entidade fixa que muitas vezes assumimos, e o tempo, e o tempo contado na Terra não é constante e é afetado por todos os tipos de coisas.

Desde a famosa equação de Einstein, E = MC² reconheceu-se que o tempo não é constante e que a única constante no universo é a velocidade máxima da luz. O tempo, como descobriu Einstein, é afetado pela gravidade, fazendo com que o tempo na Terra funcione um pouco mais lento do que o tempo no espaço profundo, da mesma forma, em corpos planetários com uma massa maior que a Terra, o tempo corre ainda mais devagar.

O tempo diminui quando você aborda velocidades muito rápidas também. A propriedade do tempo, conhecida como dilatação do tempo, foi descoberta por Einstein e significa que, perto da velocidade da luz, o tempo quase permanece imóvel (e torna a viagem interestelar uma possibilidade para escritores de ficção científica).

Geralmente, vivendo na Terra, essas diferenças no tempo não são sentidas e, de fato, a desaceleração do tempo causada pela gravidade da Terra é tão minúscula, são necessários relógios atômicos altamente precisos para medida.

No entanto, o tempo que usamos para governar nossas vidas também é afetado por outros fatores. Desde que os seres humanos evoluíram pela primeira vez, estamos acostumados a um dia durando um pouco acima das horas de 24. No entanto, a duração de um dia na Terra não é corrigida, e vem mudando nos últimos bilhões de anos.

Cada dia na Terra difere do anterior para o próximo. Muitas vezes, essas diferenças são minuciosas, mas ano a ano, as mudanças se somam quando o efeito da gravidade da lua e as forças das marés agem como um freio na rotação da Terra.

Para lidar com isso, o cronograma global UTC (Tempo Universal Coordenado) deve ser ajustado para evitar que o dia fique fora de sincronia (e acabamos com meio dia à noite e à meia-noite durante o dia - embora no atual desaceleração da Terra , isso levaria muitos milhares de anos).

O ajuste em nosso tempo é conhecido como saltos segundos que são adicionados uma ou duas vezes por ano a UTC. Qualquer um usando um O servidor NTP (Network Time Protocol) para sincronizar sua rede de computadores também, não precisa se preocupar, no entanto, como servidores NTP serão automaticamente responsáveis ​​por essas mudanças.

O terremoto recente e trágico que deixou tanta devastação no Japão também destacou um aspecto interessante sobre a medição do tempo e da rotação da Terra.

Tão poderoso foi o terremoto 9.0 magnitude, ele realmente mudou eixo da Terra por 165mm (6½ polegadas) de acordo com a NASA.

O terremoto, um dos mais poderosos sentida em Erath ao longo do último milênio, alterou a distribuição de massa do planeta, fazendo com que a Terra a girar sobre seu eixo, que pouco mais rápido e, portanto, redução do período de todos os dias que se seguirão.

Felizmente, esta mudança é tão minuto que não é perceptível no nosso dia-a-dia, como a Terra retardado por menos de um par de microssegundos (pouco mais de um milionésimo de segundo), e não é incomum para eventos naturais para abrandar a velocidade de rotação da Terra.

Na verdade, desde o desenvolvimento do relógio atómico nos 1950 de, foi realizada a rotação da Terra não é constante e, na verdade tem aumentado muito ligeiramente, provavelmente há bilhões de anos.

Essas mudanças na rotação da Terra, ea duração de um dia, são causados ​​pelos efeitos dos oceanos em movimento, vento e a força gravitacional da lua. De fato, estima-se que, antes da chegada dos humanos na Terra, a duração de um dia durante o período Jurássico (40-100 milhões de anos atrás) o comprimento de um dia foi apenas 22.5 horas.

Estas mudanças naturais para a rotação da Terra ea duração de um dia, só são visíveis para nós, graças à natureza precisa relógios atômicos que têm de levar em conta essas alterações para garantir que o calendário mundial UTC (Tempo Universal Coordenado) não afastar-se o tempo solar médio (em outras palavras, ao meio-dia deve permanecer quando o sol está mais alto durante o dia).

Para conseguir isso, segundos extras são ocasionalmente adicionado para UTC. Estes segundos extras são conhecidos como segundos bissextos e mais de trinta foram adicionados ao UTC desde o 1970 de.

Muitas redes de computadores modernos e tecnologias dependem de UTC para manter os dispositivos sincronizados, geralmente recebendo um sinal de tempo através de um servidor NTP tempo dedicado (Network Time Protocol).

Servidores NTP tempo são projetados para acomodar esses segundos bissextos, permitindo que sistemas e tecnologias de computador para ficar correcta, precisa e sincronizada.

Quando queremos saber o tempo que é muito simples de olhar para um relógio, relógio ou uma das miríades de dispositivos que exibem o tempo, tal como os nossos telemóveis ou computadores. Mas quando se trata de definir o tempo, contamos com a internet, falando relógio ou outra pessoa relógio; no entanto, como sabemos que estes relógios são retos, e quem é que garante que o tempo é precisa, afinal?

Tradicionalmente temos base no tempo na Terra em relação à rotação das horas planeta-24 em um dia, e cada divisão hora em minutos e segundos. Mas, quando os relógios atômicos foram desenvolvidas nos 1950 de logo se tornou evidente que a Terra não era um cronômetro confiável e que a duração de um dia varia.

No mundo moderno, com as comunicações globais e tecnologias como GPS e internet, o tempo exato é muito importante para garantir que haja uma escala de tempo que é mantido realmente preciso é importante, mas quem é que controla o tempo global, e como é a precisão -lo, realmente?

Tempo global é conhecido como UTC-Tempo Universal Coordenado. Baseia-se o tempo contada por relógios atômicos, mas faz concessões para a imprecisão da rotação da Terra por ter segundos bissextos ocasionais adicionado ao UTC para garantir que não entrar em uma posição onde deriva tempo e acaba tendo nenhuma relação com a luz do dia ou a noite (para a meia-noite é sempre no dia e meio-dia é no dia).

UTC é governada por uma constelação de cientistas e relógios atômicos em todo o globo. Isso é feito por razões políticas, para que ninguém país tem o controle completo sobre o calendário global. Nos EUA, o Instituto Nacional de Padrões e Time (NIST), ajuda a governar UTC e transmitir um sinal de hora UTC de Fort Collins, no Colorado.

Enquanto no Reino Unido, o National Physical Laboratory (NPL) faz a mesma coisa e transmite seu sinal UTC de Cumbria, na Inglaterra. Outros laboratórios de física em todo o mundo têm sinais semelhantes e são esses laboratórios que garantem UTC é sempre preciso.

Para as tecnologias modernas e redes de computadores, essas transmissões de UTC permitir que os sistemas de computadores em todo o mundo para ser sincronizados juntos. O NTP software (Network Time Protocol) É usado para distribuir estes sinais de tempo para cada máquina, assegurando sincronia perfeita, enquanto Servidores NTP tempo pode receber os sinais de rádio transmitidos pelos laboratórios de física.

O tempo e a precisão são importantes no decorrer do nosso dia a dia. Precisamos saber a que horas os eventos estão ocorrendo para garantir que não faltemos, também precisamos ter uma fonte de tempo preciso para nos impedir de atrasar; e os computadores e outras tecnologias são tão dependentes do que somos.

Para muitos computadores e sistemas técnicos, o tempo na forma de um carimbo de horário é a única coisa tangível que uma máquina deve identificar quando os eventos devem ocorrer e em que ordem. Sem um carimbo de data / hora, um computador não consegue executar nenhuma tarefa - mesmo salvar dados é impossível sem a máquina saber a que horas são.

Devido a essa dependência no tempo, todos os sistemas informáticos possuem relógios construídos em suas placas de circuito. Com frequência, estes são osciladores baseados em quartzo, semelhantes aos relógios eletrônicos usados ​​em relógios de pulso digitais.

O problema com esses relógios do sistema é que eles não são muito precisos. Claro, por contar o tempo para fins humanos são precisos o suficiente; no entanto, as máquinas requerem muito um maior nível de precisão, especialmente quando os dispositivos são sincronizados.

Para as redes de computadores, a sincronização é crucial, pois máquinas diferentes que contam tempos diferentes podem levar a erros e a falhas na rede para executar tarefas mesmo simples. O difícil com sincronização de rede é que os relógios do sistema usados ​​pelos computadores para manter o tempo podem deriva. E quando diferentes relógios derivam em diferentes quantidades, uma rede pode em breve se desenterrar, pois diferentes máquinas mantêm horários diferentes.

Por esse motivo, esses relógios do sistema não são confiáveis ​​para fornecer sincronização. Em vez disso, é usado um tipo de relógio muito mais preciso: o relógio atômico.

Os relógios atômicos não deriva (pelo menos não em mais de um segundo em um milhão de anos) e, portanto, são ideais para sincronizar redes de computadores também. A maioria dos computadores usa o protocolo de software NTP (Network Time Protocol) que usa um único fonte de tempo do relógio atômico, seja através da Internet, ou de forma mais segura, externamente via GPS ou sinais de rádio, no qual sincroniza cada máquina em uma rede.

Como o NTP garante que cada dispositivo seja mantido exato nesse tempo de origem e ignore os relogios do sistema não confiáveis, a rede inteira pode ser mantida sincronizada com cada máquina dentro de frações de um segundo um do outro.

Enquanto muitos de nós estão conscientes do GPS (Sistema de Posicionamento Global) como uma ferramenta de navegação e muitos de nós "sentamos navs" em nossos carros, mas a rede de GPS tem outro uso que também é importante para nossas vidas do dia-a-dia, mas poucas pessoas percebem isso.

Os satélites GPS contêm relógios atômicos que transmitem à terra um sinal de tempo preciso; É essa transmissão que os dispositivos de navegação por satélite usam para calcular a posição global. No entanto, existem outros usos para esse sinal de tempo além da navegação.

Quase todas as redes de computadores são mantidas precisas em um relógio atômico. Isso ocorre porque precisões minúsculas em toda uma rede podem levar até problemas, desde problemas de segurança até a perda de dados. A maioria das redes usa uma forma de NTP (Network Time Protocol) para sincronizar suas redes, mas o NTP requer uma fonte de tempo principal para sincronizar.

O GPS é ideal para isso, não só é uma fonte de relógios atômicos, que o NTP pode calcular UTC (Tempo Universal Coordenado), o que significa que a rede será sincronizada para qualquer outra rede de UTC no globo.

O GPS é uma fonte ideal de tempo, pois está disponível, literalmente, em todos os lugares do planeta, desde que a antena GPS tenha uma visão clara do céu. E não são apenas as redes de computadores que exigem tempo de relógio atômico, todos os tipos de tecnologias requerem uma sincronização precisa: semáforos, câmeras CCTV, controle de tráfego aéreo, servidores de internet, de fato, muitas aplicações e tecnologia modernas, sem que percebamos que está sendo mantida verdadeira pelo tempo do GPS .

Topo use o GPS como fonte de tempo, um GPS NTP servidor É necessário. Estes se conectam a roteadores, switches ou outras tecnologias e recebem um sinal de tempo regular dos satélites GPS. o NTP servidor então distribui esse tempo através da rede, com o protocolo NTP verificando continuamente cada dispositivo para garantir que ele não está a deriva.

GPS servidores NTP não são apenas precisos, eles também são altamente seguros. Alguns administradores de rede usam servidores de tempo de internet como fonte de tempo, mas isso pode levar a problemas. Não só a precisão de muitas dessas fontes é questionável, mas os sinais podem ser seqüestrados por softwares mal-intencionados que podem violar o firewall da rede e causar caos.

Muitas redes de computadores modernas agora estão executando o mais recente sistema operacional da Windows Window 7, que possui muitos recursos novos e aprimorados, incluindo a capacidade de sincronizar o tempo.

Quando uma máquina Windows 7 é iniciada, ao contrário das encarnações anteriores do Windows, o sistema operacional automaticamente tenta sincronizar com um servidor de tempo na internet para garantir que a rede esteja executando o tempo preciso. No entanto, embora esta facilidade seja frequentemente útil para usuários residenciais, para redes comerciais pode causar muitos problemas.

Em primeiro lugar, para permitir que esse processo de sincronização ocorra, o firewall da empresa deve ter uma porta aberta (UDP 123) para permitir a transferência de tempo regular. Isso pode causar problemas de segurança, pois usuários mal-intencionados e bots podem aproveitar a porta aberta para penetrar na rede da empresa.

Em segundo lugar, enquanto a internet servidores de tempo muitas vezes são bastante precisas, isso geralmente pode depender da distância do host, e qualquer latência causada pela conexão de rede ou pela internet pode ainda causar imprecisões, o que significa que seu sistema geralmente pode estar a mais de vários segundos da hora UTC preferida (Tempo Universal Coordenado ).

Finalmente, como as fontes do tempo da internet são dispositivos 2 estratos, ou seja, eles são servidores que não recebem um código de tempo de primeira mão, mas recebem uma fonte de tempo de segunda mão de um dispositivo 1 de estrato (dedicado O servidor NTP - Network Time Protocol), que também pode levar a imprecisão - estas conexões stratum 2 também podem estar muito ocupadas impedindo a sua rede de acessar o tempo por períodos prolongados que arriscam a derivação.

Para garantir um tempo preciso, confiável e seguro para uma rede Windows 7, não há realmente nenhum substituto do que usar o seu próprio servidor de tempo NPT 1 do estrato. Estes estão prontamente disponíveis de muitas fontes e não são muito caros, mas a paz de espírito que eles fornecem é inestimável.

Servidores de horário Stratum 1 NTP Receba um sinal de tempo seguro direto de uma fonte de relógio atômico. O sinal de tempo é externo à rede, portanto, não há perigo de ser seqüestrado ou qualquer necessidade de ter portas abertas no firewall.

Além disso, como os sinais de tempo provêm de uma fonte de relógio atômico direto, eles são muito precisos e não sofrem problemas de latência. Os sinais utilizados podem ser através de GPS (o sistema de posicionamento global tem satélites com relógios atômicos a bordo) ou de transmissões de rádio transmitidas por laboratórios nacionais de física, como NIST nos EUA (transmissão do Colorado), NPL no Reino Unido (formulário transmitido Cumbria) ou seu equivalente alemão (de Frankfurt).

Percebemos que um dia é de vinte e quatro horas. Na verdade, o ritmo circadiano do nosso corpo é finalmente sintonizado para lidar com um 24-hora-dia. No entanto, um dia na Terra nem sempre era 24 horas.

Nos primeiros dias da Terra, um dia era incrivelmente curto - apenas cinco horas de duração, mas na época do período Jurássico, quando os dinossauros vagavam pela Terra, um dia se alongou em torno de 22.5 horas.

Claro que agora, um dia é 24-horas e tem sido desde que os seres humanos evoluíram, mas o que causou esse alongamento gradual. A resposta está na Lua.

A lua costumava estar muito mais próxima da Terra e, portanto, o efeito da sua gravidade era muito mais forte. À medida que a lua dirige os sistemas de maré, estes eram muito mais fortes nos primeiros dias da Terra, e a conseqüência era que a rotação da Terra diminuiu, o puxão da gravidade da lua e as forças de maré na Terra, como um freio na rotação do planeta.

Agora, a lua está mais longe, e continua a se afastar ainda mais longe, no entanto, o efeito da lua ainda é sentida na Terra, com uma conseqüência de que o dia da Terra ainda está diminuindo, ainda que minuciosamente.

Com moderno relógios atômicos, agora é possível explicar esse abrandamento e o cronograma global utilizado pela maioria das tecnologias para garantir a sincronização do tempo, UTC (Tempo Universal Coordenado), deve explicar esse desaceleramento gradual, caso contrário, devido à extrema precisão dos relógios atômicos, eventualmente o dia se deslocaria na noite à medida que a Terra desacelerou e não ajustamos nossos relógios.

Por isso, uma ou duas vezes por ano, um segundo extra é adicionado ao cronograma global. Estes saltos-segundos, como são conhecidos, foram adicionados desde o 1970 quando UTC foi desenvolvido pela primeira vez.

Para muitas tecnologias modernas, onde a precisão de milissegundos é necessária, isso pode causar problemas. Felizmente, com Servidores NTP tempo (Network Time Protocol), esses segundos de salto são contabilizados automaticamente, de modo que qualquer tecnologia conectada a um NTP servidor não precisa se preocupar com essa discrepância.

Servidores NTP são usados ​​por tecnologia sensível ao tempo e redes de computadores em todo o mundo para garantir um tempo preciso e preciso, o tempo todo, independentemente do que os corpos celestes estejam fazendo.

Quase todos os dispositivos parece ter um relógio a ele ligada nos dias de hoje. Computadores, telefones celulares e todos os outros gadgets que usamos são todos boas fontes de tempo. Garantindo que não importa onde você é um relógio nunca está muito longe - mas nem sempre foi assim.

Relojoaria, na Europa, começou por volta do século XIV, quando os primeiros relógios mecânicos simples foram desenvolvidos. Estes dispositivos adiantados não eram muito precisos, perdendo talvez até meia hora por dia, mas com o desenvolvimento de pêndulos estes dispositivos tornou-se cada vez mais precisos.

No entanto, os primeiros relógios ao mecânico não foram os primeiros dispositivos mecânicos que podem contar e prever o tempo. Na verdade, parece europeus foram mais de 1500 anos atrasado com seu desenvolvimento de engrenagens, engrenagens e relógios mecânicos, como os antigos tinham há muito tempo chegou lá primeiro.

No início do século XX, uma máquina de bronze foi descoberto em um naufrágio (Antikythera naufrágio) off Grécia, que era um dispositivo tão complexo como qualquer relógio fabricado na Europa até no período medieval. Enquanto o mecanismo de Antikythera não é estritamente um relógio - ele foi projetado para prever a órbita dos planetas e estações, eclipses solares e até mesmo os antigos Jogos Olímpicos -, mas é tão preciso e complicado como relógios suíços fabricados na Europa no século XIX.

Enquanto os europeus tiveram de reaprender o fabrico de tais máquinas precisas, a tomada de relógio mudou dramaticamente desde então. Nos últimos cem anos ou mais vimos o surgimento de relógios eletrônicos, usando cristais como o quartzo para manter o tempo, para o surgimento de relógios atômicos que usam a ressonância dos átomos.

Os relógios atômicos são tão precisas que não deriva por um segundo sequer em cem mil anos, o que é fenomenal quando você considera que os relógios digitais, mesmo quartzo drift vários segundos nd dia.

Embora poucas pessoas já viram um relógio atômico como eles são dispositivos volumosos e complicados que requerem equipes de pessoas para mantê-los operacionais, que ainda governam nossas vidas.

Grande parte das tecnologias que estão familiarizados com tais como as redes de internet e telefonia móvel, são todos governados por relógios atômicos. Servidores NTP tempo (Network Time Protocol) são usados ​​para receber sinais de relógio atômico muitas vezes transmitidos por grandes laboratórios de física ou a partir dos sinais de satélite GPS (Global Positioning System).

Servidores NTP em seguida, distribuir o tempo em torno de uma rede de computadores ajustar os relógios do sistema em máquinas individuais para garantir que eles são precisos. Normalmente, uma rede de centenas e até milhares de máquinas podem ser mantidos sincronizados juntos para uma fonte de tempo relógio atômico usando um único O servidor NTPE mantê-los com precisão de alguns milissegundos uns dos outros (poucos milésimos de segundo).