O tempo preciso é essencial no mundo moderno da internet banking, leilões online e finanças globais. Qualquer rede de computadores envolvida na comunicação global precisa ter uma fonte precisa da escala de tempo global UTC (Tempo Universal Coordenado) para poder conversar com outras redes.

Receber UTC é bastante simples. Ele está disponível em várias fontes, mas alguns são mais confiáveis ​​do que outros:

Fontes de tempo da Internet

A internet está inundada com fontes de tempo. Estes variam em confiabilidade e precisão, mas algumas organizações confiáveis ​​como NIST (National Institute of Standards and Time) e Microsoft. No entanto, existem desvantagens com as fontes de tempo da internet:

Confiabilidade - A demanda por fontes de internet da UTC geralmente significa que pode ser difícil acessá-las

Precisão - a maioria dos servidores de tempo da internet são dispositivos 2 estratos, o que significa que eles dependem de uma fonte de tempo. Muitas vezes, os erros podem ocorrer e muitas fontes de tempo podem ser muito imprecisas.

segurança - Talvez o maior problema com as fontes do tempo da internet seja o risco que representam para a segurança. Para receber uma marca de tempo da internet, o firewall precisa ter uma abertura para permitir que os sinais passem; Isso pode levar a usuários mal-intencionados a se aproveitar.

Servidores de tempo referenciados por rádio.

Um método seguro de receber timbres de tempo UTC está disponível usando um O servidor NTP que podem receber sinais de rádio de laboratórios como NIST de NPL (Laboratório físico nacional. Muitos países possuem esses sinais de tempo transmitidos, altamente precisos, confiáveis ​​e seguros.

Servidores de horário GPS

Outra fonte para servidores de tempo dedicado é o GPS. A grande vantagem de um GPS servidor de horário NTP é que a fonte de tempo está disponível em todo o planeta com uma visão clara do céu. Os servidores de tempo do GPS também são altamente precisos, confiáveis ​​e tão seguros quanto os servidores de tempo referenciados por rádio.

Quando você configura seu relógio para talvez o relógio falando ou o tempo na internet, você já se perguntou quem é aquele que define esses relógios e verifica se eles são precisos?

Não existe um relógio mestre único usado para o tempo do mundo, mas há uma constelação de relógios que são usados ​​como base para um sistema de cronograma universal conhecido como UTC (Tempo Universal Coordenado).

A UTC permite que todas as redes de computadores do mundo e outras tecnologias conversem umas com as outras em perfeita sincronia, o que é vital no mundo moderno da internet e da comunicação global.

Mas, como mencionado, o controle da UTC não é baixo para um relógio mestre, em vez disso, um serio de relógios atômicos altamente precisos, com base em diferentes países, todos trabalham juntos para produzir uma fonte de tempo que é baseada no tempo que todos eles relataram.

Estes cronometristas do UTC incluem organizações notáveis ​​como o Instituto Nacional de Padrões e Tempo (EUA) dos EUANIST) e o Laboratório Físico Nacional do Reino Unido (NPL) entre outros.

Essas organizações não apenas ajudam a garantir que a UTC seja tão precisa quanto possível, mas também fornecem uma fonte de tempo UTC disponível para as redes e tecnologias de computadores do mundo.

Para receber o tempo dessas organizações, um O servidor NTP (Servidor de tempo de rede) é necessário. Esses dispositivos recebem as transmissões de locais como NIST e NPL através de transmissões de rádio de ondas longas. o NTP servidor em seguida, distribui o sinal de temporização através de uma rede, ajustando relógios de sistema individuais para garantir que eles sejam tão precisos quanto possível para UTC.

Um único servidor NTP dedicado pode sincronizar uma rede de computadores de centenas e até milhares de máquinas e a precisão de uma rede dependendo do tempo UTC das transmissões pelo NIST e NPL também será altamente precisa.

O sinal de temporização NIST é conhecido como WWVB e é transmitido de Boulder Colorado no coração dos EUA, enquanto o sinal NPL do Reino Unido é transmitido em Cumbria no norte da Inglaterra e é conhecido como MSF - outros países têm sistemas semelhantes, incluindo o DSTransmissão de sinal F de Frankfurt, Alemanha.

O sistema GPS é familiar para a maioria das pessoas. Muitos carros agora têm um dispositivo de navegação por satélite GPS em seus carros, mas há mais para o Sistema de Posicionamento Global do que apenas um encaminhamento.

O Sistema de Posicionamento Global é uma constelação de mais de trinta satélites todos girando ao redor do globo. A rede de satélites GPS foi projetada para que, em qualquer momento, haja pelo menos quatro satélites sobrecarga, independentemente de onde você esteja no globo.

A bordo de cada satélite GPS há um relógio atômico altamente preciso e é a informação deste relógio que é enviado através das transmissões GPS que, por triangulação (usando o sinal de múltiplos satélites), um receptor de navegação por satélite pode resolver sua posição.

Mas esses sinais de sincronismo ultra precisos têm outro uso, desconhecido para muitos usuários de sistemas de GPS. Porque os sinais de temporização do Relógios atômicos GPS são tão precisos, eles são uma boa fonte de tempo para sincronizar todo tipo de tecnologias - desde redes de computadores até câmeras de trânsito.

Para utilizar os sinais de sincronização GPS, um servidor de tempo GPS é freqüentemente usado. Esses dispositivos usam NTP (Network Time Protocol) para distribuir o Fonte de tempo de GPS para todos os dispositivos na rede NTP.

O NTP verifica regularmente a hora em todos os sistemas em sua rede e ajusta-lo em conformidade, se ele tiver derivado o que é a fonte de sincronização GPS original.

Como o GPS está disponível em qualquer lugar do planeta, ele fornece uma fonte de tempo útil para muitas tecnologias e aplicativos, garantindo que tudo o que for sincronizado com a fonte de tempo do GPS permanecerá o mais preciso possível.

Uma única GPS NTP servidor pode sincronizar centenas e milhares de dispositivos, incluindo roteadores, PCs e outro hardware, garantindo que toda a rede esteja executando um tempo perfeitamente coordenado.

Os relógios atômicos são sem dúvida as peças de tempo mais precisas na face do planeta. Na verdade, a precisão de um relógio atômico em incomparável para qualquer outro cronômetro, relógio ou relógio.

Enquanto um relógio atômico não perderá mesmo um segundo no tempo em milhares e milhares de anos, você será um relógio digital médio, talvez perca um segundo em apenas alguns dias, o que, após algumas semanas ou meses, significará que seu relógio está lento ou rápido por vários minutos.

O mesmo pode ser dito para o relógio do sistema que controla seu computador, a única diferença é que os computadores dependem ainda mais do tempo do que nós mesmos.

Quase tudo o que um computador faz é dependente de carimbos de data / hora, de salvar o trabalho para executar aplicativos, a depuração e até mesmo os e-mails são dependentes de carimbos de data / hora, o que pode ser um problema se o relógio em seu computador estiver funcionando muito rápido ou lento, pois os erros podem ocorrer com bastante freqüência, especialmente se você estiver se comunicando com outro computador ou dispositivo.

Felizmente, a maioria das PCs são facilmente sincronizadas com um relógio atômico, o que significa que elas podem ser precisas, pois esses poderosos dispositivos de manutenção de tempo, de modo que qualquer tarefa executada pelo seu PC pode estar em perfeita sincronia com qualquer dispositivo com o qual você esteja se comunicando.

Na maioria dos sistemas operacionais do PC, um protocolo incorporado (NTP) permite que o PC se comunique com um servidor de tempo que esteja conectado a um relógio atômico. Na maioria das versões do Windows, isso é acessado através da configuração de controle de data e hora (clicando duas vezes no relógio no canto inferior direito).

No entanto, para máquinas empresariais ou redes que exigem sincronização de tempo segura e precisa, os servidores de tempo on-line simplesmente não são seguros ou precisos o suficiente para garantir que sua rede não seja vulnerável a falhas de segurança.

Contudo, Servidores NTP tempo que recebem o tempo direto de relógios atômicos estão disponíveis, que podem sincronizar redes inteiras. Esses dispositivos recebem um timestamp transmitido por laboratórios nacionais de física ou através da rede de satélites GPS.

Servidores NTP permitir que todas as redes tenham exatamente tempo sincronizado, o que é tão preciso e seguro quanto seja humanamente possível.

Os relógios atômicos são tecnologias muito subestimadas, seu desenvolvimento revolucionou a forma como vivemos e trabalhamos e possibilitou tecnologias que não seriam possíveis sem elas.

Navegação por satélite, telefones celulares, GPS, internet, controle de tráfego aéreo, semáforos e até câmeras CCTV dependem do ultra hora precisa de um relógio atômico.

A precisão de um relógio atômico é incomparável para outros dispositivos de manutenção de tempo, uma vez que eles não derivam até mesmo um segundo em centenas de milhares de anos.

Mas os relógios atômicos são grandes dispositivos sensíveis que precisam de equipe de técnicos experientes e condições ótimas, como as encontradas em um laboratório de física. Então, como todas essas tecnologias se beneficiam da alta precisão de um relógio atômico?

A resposta é bastante simples, os controladores de relógios atômicos, geralmente laboratórios de física nacional, transmitidos através de rádio de onda longa, o tempo indica que seus relógios ultra precisos produzem.

Para receber esses sinais de tempo, servidores que usam o protocolo de sincronização de tempo NTP (Network Time Protocol) são utilizados para receber e distribuir esses timestamps.

Servidores NTP tempo, muitas vezes referidos como servidores de tempo de rede, são um método seguro e preciso para garantir que qualquer tecnologia esteja executando o tempo exato dos relógios atômicos. Esses dispositivos de sincronização de tempo podem sincronizar dispositivos únicos ou redes inteiras de computadores, roteadores e outros dispositivos.

Os servidores NTP que usam sinais GPS para receber o tempo dos satélites de relógio atômico também são comumente usados. Estes NTP GPS servidores de tempo são tão precisos quanto aqueles que recebem o tempo dos laboratórios de física, mas usam o sinal GPS mais fraco e de linha de visão como fonte.

O GPS não é a única tecnologia que depende dos relógios atômicos. Os altos níveis de precisão que são fornecidos por relógios atômicos são usados ​​em outras tecnologias cruciais que damos por certo todos os dias.

Controle de tráfego aéreo Não só todos os aviões e aviões já estão equipados com GPS para permitir que pilotos e pessoal do solo conheçam sua localização exata, mas os relógios atômicos também são usados ​​por controladores de tráfego aéreo que precisam de medidas precisas e precisas entre os aviões.

Sinalização e sistemas de congestionamento rodoviário - Os semáforos são outro sistema que depende do sincronismo atômico do relógio. A precisão ea sincronização são vitais para os sistemas de semáforo, pois pequenos erros na sincronização podem levar a acidentes fatais.

As câmaras de congestionamento e outros sistemas, como os medidores de estacionamento, também usam relógios atômicos como base de seu cronograma, pois isso evita problemas legais ao emitir avisos de penalidade.

CCTV - A televisão de circuito fechado é outro usuário de grande escala de relógios atômicos. As câmeras CCTV são freqüentemente usadas na luta contra o crime, mas como evidências são ineficazes em um tribunal, a menos que as informações de tempo na câmera CCTV possam ser provadas serem precisas. A falta de fazê-lo poderia levar a criminosos a escapar da acusação porque, apesar da identificação pela câmera, a prova de que era na hora e data da ofensa não pode ser esclarecida sem precisão e sincronização.

Internet - Muitas das aplicações que agora confiamos na internet só são possíveis graças aos relógios atômicos. O comércio on-line, internet banking e até mesmo casas de leilões online precisam de tempo preciso e sincronizado.

Imagine tirar suas economias da sua conta bancária apenas descobrindo que você pode retirá-las novamente porque outro computador tem um relógio mais lento ou imagina oferecer em um site de leilões na internet apenas para que seu lance seja rejeitado por uma oferta que veio antes da sua, porque foi feita em um Computador com um relógio mais lento.

O uso de relógios atômicos como fonte de tempo é relativamente simples para muitas tecnologias. Os sinais de rádio e até mesmo as transmissões GPS podem ser usados ​​como fonte de tempo de relógio atômico e para sistemas informáticos, o protocolo NTP (Network Time Protocol) assegurará que qualquer rede de tamanho será sincronizada perfeitamente em conjunto. dedicada Servidores NTP tempo são usados ​​em todo o mundo em tecnologias e aplicações que exigem tempo preciso.

Os relógios atômicos são os dispositivos de cronometragem mais precisos conhecidos pelo homem. A precisão é incomparável para outros relógios e cronômetros, enquanto que, mesmo o relógio eletrônico mais sofisticado, será drift por segundo, cada semana ou duas, o máximo relógios atômicos modernos pode continuar a correr por milhares de anos e não perder nem uma fração de segundo.

A precisão de um relógio atômico depende do que eles usam como base para medir o tempo. Em vez de confiar em uma corrente eletrônica que atravessa um cristal como um relógio eletrônico, um relógio atômico usa a transição hiperfina de um átomo em dois estados de energia. Embora isso possa parecer complicado, é apenas uma reverberação infalível que "marca" em 9 bilhões de vezes a cada segundo, a cada segundo.

Mas por que essa precisão realmente necessária e quais tecnologias são os relógios atômicos empregados?

É ao examinar as tecnologias que utilizam relógios atômicos que podemos ver por que são necessários altos níveis de precisão.

GPS - Navegação por satélite

A navegação por satélite é uma indústria enorme agora. Uma vez que apenas uma tecnologia para militares e aviadores, a navegação por satélite GPS é usada pelos usuários da estrada em todo o mundo. No entanto, as informações de navegação fornecidas por sistemas de navegação por satélite, como o GPS, dependem unicamente da precisão dos relógios atômicos.

O GPS funciona triangulando vários sinais de temporização que são implantados a partir de relógios atômicos a bordo dos satélites GPS. Ao trabalhar fora quando o sinal de temporização foi liberado do satélite, o receptor de navegação por satélite pode apenas o quão longe é do satélite e usando múltiplos sinais calcula onde está no mundo.

Devido a esses sinais de temporização viajarem à velocidade da luz, apenas um segundo imprecisão dentro dos sinais de temporização pode levar a que a informação de postagem seja de milhares de quilômetros fora. É um testemunho da precisão de Relógios atômicos GPS que atualmente um receptor de navegação por satélite é preciso dentro de cinco metros.

O relógio atômico não é uma invenção recente. Desenvolvido no 1950, o relógio atômico tradicional baseado em césio tem nos fornecido um tempo preciso por meio século.

O relógio atômico de césio tornou-se a base do nosso tempo - literalmente. o Sistema Internacional de Unidades (SI) definem um segundo como um certo número de oscilações do átomo césio e os relógios atômicos governam muitas das tecnologias que vivemos com um uso diário: a internet, navegação por satélite, controle de tráfego aéreo e semáforos para citar apenas um pouco.

No entanto, desenvolvimentos recentes em relógios quânticos ópticos que usam átomos únicos de metais como o alumínio ou o estrôncio são milhares de vezes mais precisos do que os relógios atômicos tradicionais. Para colocar isso em perspectiva, o melhor relógio atômico de césio, usado por institutos como NIST (National Institute for Standards and Time) ou NPL (National Physical Laboratory) para governar o cronograma global do mundo UTC (Tempo Universal Coordenado), é preciso dentro de um segundo a cada 100 milhões de anos. No entanto, esses novos relógios ópticos quânticos são precisos para um segundo cada 3.4 bilhões de anos - quase enquanto a Terra é antiga.

Para a maioria das pessoas, seu único encontro com um relógio atômico está recebendo seu sinal de tempo é um servidor de tempo de rede or Dispositivo NTP (Network Time Protocol) para efeitos de sincronização de dispositivos e redes e esses sinais de relógio atômico são gerados usando relógios de césio.

E até que os cientistas do mundo possam concordar com um único átomo para substituir o césio e um único design de relógio para manter a UTC, nenhum de nós será capaz de aproveitar essa incrivel precisão.

Tal como acontece com o avanço da tecnologia informática que parece aumentar exponencialmente a capacidade todos os anos, os relógios atômicos também parecem aumentar dramaticamente em sua exatidão ano a ano.

Agora, os pioneiros da tecnologia do relógio atômico, o US National Institute of Standards Time (NIST), anunciaram que conseguiram produzir um relógio atômico com precisão duas vezes maior que a de todos os relógios que precederam.

O relógio baseia-se em um único átomo de alumínio e o NIST afirma que pode permanecer precário sem perder um segundo em mais de 3.7 bilhões de anos (aproximadamente o mesmo período de tempo que a vida existiu na Terra).

O relógio anterior mais preciso foi elaborado pelo alemão Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB) e foi um relógio óptico baseado em um átomo de estrôncio e foi preciso em um segundo em mais de um bilhão de anos. Este novo relógio atômico pelo NIST também é um relógio óptico, mas é baseado em átomos de alumínio, o que, de acordo com a pesquisa do NIST com este relógio, é muito mais preciso.

Os relógios ópticos usam lasers para manter os átomos imóveis e diferem dos relógios atômicos tradicionais usados ​​pelas redes de computadores usando Servidores NTP (Network Time Protocol) e outras tecnologias baseadas em relógios de fontes. Não só estes relógios tradicionais da fonte usam o Cesário como seu átomo de manutenção do tempo, mas, em vez de lasers, eles usam líquidos super-arrefecidos e aspiradores para controlar os átomos.

Graças ao trabalho do NIST, PTB e UK's NPL (National Physical Laboratory), os relógios atômicos continuam a avançar exponencialmente, no entanto, esses novos relógios atômicos ópticos baseados em átomos como o alumínio, o mercúrio e o estrôncio estão muito longe de ser usados ​​como base para UTC (Tempo Universal Coordenado).

A UTC é regida por uma constelação de relógios de fontes de césio que, embora ainda precisas a um segundo nos anos 100,000, são, de longe, menos precisos do que esses relógios ópticos e são baseados em tecnologia com mais de cinquenta anos. E, infelizmente, até que a comunidade científica do mundo possa concordar com um design de átomos e relógios para ser usado internacionalmente, esses relógios atômicos precisos permanecerão apenas um jogo da comunidade científica.

Qualquer administrador de rede irá dizer o quão importante Sincronização de tempo é para uma rede informática moderna. Os computadores dependem do tempo para quase tudo, especialmente na era atual do comércio on-line e comunicação global, onde a precisão é essencial.

Falhar em garantir que os computadores sejam sincronizados com precisão juntos pode levar a todos os tipos de problemas: perda de dados, vulnerabilidades de segurança, incapaz de realizar transações sensíveis ao tempo e dificuldades de depuração podem ser causadas por falta de sincronização de tempo ou não suficiente.

Mas garantir que cada computador em uma rede tenha exatamente o mesmo tempo é simples graças a duas tecnologias: o relógio atômico e o NTP servidor (Network Time Protocol).

Os relógios atômicos são cronômetros extremamente precisos. Eles podem manter o tempo e não deriva em até um segundo em milhares de anos e é essa precisão que possibilitou tecnologias e aplicações como navegação por satélite, comércio on-line e GPS.

A sincronização de tempo para redes de computadores é controlada pelo servidor de tempo da rede, comumente conhecido como o servidor NTP após o protocolo de sincronização de tempo que eles usam, Network Time Protocol.
Quando se trata de escolher um servidor de tempo, existem realmente apenas dois tipos reais - a referência de rádio O servidor NTP e nos GPS servidor de horário NTP.

Os servidores de tempo de referência de rádio recebem o tempo da transmissão de onda longa transmitida por laboratórios de física como NIST na América do Norte ou NPL no Reino Unido. Essas transmissões geralmente podem ser capturadas em todo o país de origem (e além), embora topografia local e interferência de outros dispositivos elétricos possam interferir com o sinal.

Servidores de tempo GPS, por outro lado, use o sinal de navegação por satélite transmitido a partir de satélites GPS. As transmissões GPS são geradas por relógios atômicos a bordo dos satélites, de modo que são uma fonte de tempo altamente precisa, assim como o tempo gerado pelo relógio atômico transmitido pelos laboratórios de física.

Além da desvantagem de ter que ter uma antena superior do telhado (o GPS funciona por linha de visão, de modo que uma visão clara do céu é essencial), o GPS pode ser obtido literalmente em todo o planeta.

Como ambos tipos de servidor de tempo pode fornecer uma fonte precisa de tempo confiável, a decisão de qual tipo de servidor de tempo deve basear-se na disponibilidade de sinais de ondas longas ou se é possível instalar uma antena GPS no telhado.