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.

NTP (Network Time Protocol) é talvez o protocolo mais antigo e mais comum usado pelos computadores e, no entanto, é provavelmente o menos entendido.

O NTP é usado por quase todos os computadores, redes e outros dispositivos envolvidos na comunicação pela internet ou redes internas. Foi desenvolvido nos primeiros estágios da internet quando se tornou evidente que era necessário algum método para garantir a precisão sobre a distância.

O protocolo funciona selecionando uma única fonte de tempo, da qual a NTP tem a capacidade de estabelecer a precisão e a confiabilidade de que distribui em torno de cada dispositivo na rede NTP.

Cada dispositivo é regularmente verificado contra este relógio de referência e ajustado se qualquer deriva for notada. Uma versão do NTP agora está implantada com praticamente todos os sistemas operacionais, permitindo que qualquer máquina seja sincronizada com uma única fonte de tempo.

Obviamente, se cada rede do mundo selecionasse uma fonte de tempo diferente como referência, a razão de toda essa sincronização seria perdida.

Felizmente, um cronograma global baseado em um consórcio internacional de relógios atômicos foi desenvolvido para fornecer uma única fonte de tempo para fins de sincronização global.

UTC (Tempo Universal Coordenado) é usado por redes de computadores em todo o mundo como uma referência de tempo, o que significa que qualquer dispositivo sincronizado com o UTC com o NTP será efetivamente sincronizado com todas as redes que usam o UTC como tempo base.

Há muitos métodos diferentes que o NTP pode acessar o tempo UTC. A internet é uma localização comum, embora isso ofereça problemas de segurança e firewall. Um método mais seguro (e preciso) é usar um O servidor NTP que leva o tempo de fontes externas, como a rede GPS (o GPS funciona transmitindo um timestamp de relógio atômico que é facilmente convertido em UTC por um NTP servidor).

Com o NTP, um servidor de tempo dedicado e acesso a UTC, uma rede inteira pode ser sincronizada dentro de alguns milissegundos do tempo universal, fornecendo uma rede segura e precisa que pode operar em sincronia completa com outras redes em todo o mundo.

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.

A sincronização é vital para a maioria das redes de computadores. Timestamps são a única referência que um computador pode usar para analisar quando e se os processos ou aplicativos estiverem concluídos. Os timestamps sincronizados também são vitais para segurança, depuração e registro de erros.

A falta de manutenção de uma rede adequadamente sincronizada pode levar a todos os tipos de problemas. As aplicações não iniciam, as transações sensíveis ao tempo falharão e os erros e a perda de dados tornar-se-ão comuns.

No entanto, garantindo a sincronização independentemente do tamanho da rede é direto e não caro, graças ao servidor de tempo de rede dedicado e ao protocolo de tempo NTP.

Network Time Protocol (NTP)

O NTP passou por muito mais tempo do que a internet, mas é o protocolo de sincronização mais utilizado. O NTP é livre de usar e faz a sincronização muito direta. Ele funciona tomando uma única fonte de tempo (ou vários) e distribui-lo entre a rede. Ele manterá altos níveis de precisão mesmo quando perder o sinal de tempo original e pode fazer julgamentos sobre a precisão de cada referência de tempo.

NTP Time Server

Estes vêm em diversas formas. Em primeiro lugar, há uma série de servidores de tempo virtual na internet que distribuem o tempo gratuitamente. No entanto, como eles são baseados na internet, uma rede está a correr o risco de deixar uma porta de firewall aberta para esta comunicação de tempo. Além disso, não há controle sobre o sinal de tempo, portanto, se ele cair (ou se tornar instável ou totalmente impreciso), sua rede pode ser deixada sem uma sincronização adequada.

Dedicado Servidores NTP tempo use referências de GPS ou rádio para receber o tempo. Isso é muito mais seguro e como sinais de GPS e rádio como o WWVB (de NIST) são gerados por relógios atômicos, a precisão é inigualável.

Como o protocolo NTP é hierárquico, também significa que apenas um servidor de tempo dedicado precisa ser usado para uma rede, independentemente do tamanho, já que outros dispositivos na rede podem atuar como servidores de tempo depois de ter recebido o tempo do primário NTP servidor.

O Laboratório Físico Nacional anunciou manutenção agendada esta semana (quinta-feira), o que significa que o sinal de tempo e freqüência MSF60kHz será desativado temporariamente para permitir que a manutenção seja realizada em segurança na estação de rádio Anthorn em Cumbria.

Normalmente, esses períodos de manutenção programados apenas duram algumas horas e não devem causar qualquer perturbaão a quem confiar no sinal MSF para aplicações de temporização.
NTP (Network Time Protocol) é bem adequado a essas perdas temporárias de sinal e pouco se nenhuma derivação deve ser experimentada por qualquer O servidor NTP usuário.

No entanto, existem alguns usuários de alto nível de servidores de tempo de rede ou podem ter preocupações com a precisão de sua tecnologia durante esses períodos agendados sem sinal. Existe outra solução para assegurar que um sinal de tempo contínuo, seguro e igualmente preciso seja sempre usado.

GPS, mais comumente usado para navegação e orientando-o de fato, uma tecnologia baseada em relógio atômico. Cada um dos satélites GPS transmite um sinal de seu relógio atômico de bordo que é usado por dispositivos de navegação por satélite que funcionam a localização através da triangulação.

Estes sinais de GPS também podem ser recebidos por um GPS servidor de horário NTP. Assim como o MSF ou outros servidores de tempo de sinal de rádio recebem o sinal externo do transmissor Anthorn, os servidores de horário GPS podem receber esse sinal exato e externo dos satélites.

Ao contrário das emissões de rádio, o GPS nunca deve cair, embora às vezes não seja prático receber o sinal, pois uma antena GPS precisa de uma visão clara do céu e, portanto, deve estar de preferência no telhado.

Para aqueles que desejam fazer dupla certeza de que nunca há um período em que um sinal não está sendo recebido pelo NTP servidor, a servidor dual time pode ser usado. Estes escolhem transmissões de rádio e GPS e o daemon NTP integrado calcula o tempo mais preciso a partir deles.

Um aumento nos ataques de GPS tem causado alguma preocupação entre a comunidade científica. GPS, enquanto um sistema altamente preciso e confiável de transmissão de tempo e informações positivas, depende de sinais muito fracos que estão sendo prejudicados por interferências da Terra.

Tanto as interferências involuntárias como as estações de rádio piratas ou o "bloqueio intencional" deliberado por criminosos ainda são raras, mas como a tecnologia que pode dificultar os sinais do GPS fica mais pronta, a situação deverá piorar.

E, embora os efeitos da falha de sinal do sistema GPS possam ter resultados óbvios para as pessoas que o utilizam para a navegação (acabando na posição errada ou se perdendo), pode ter repercussões mais graves e profundas para as tecnologias que dependem do GPS por tempo sinais.

Como muitas tecnologias agora contam com Sinais de temporização GPS a partir de redes telefônicas, internet, bancos e semáforos e até mesmo nossa rede elétrica, qualquer falha de sinal, não importa o quão breve, possa causar sérios problemas.

O principal problema com o sinal do GPS é que é muito fraco e, como ele vem dos satélites ligados ao espaço, pouco pode ser feito para aumentar o sinal, de modo que qualquer freqüência semelhante a ser transmitida em uma área local pode facilmente afogar o GPS.

No entanto, o GPS não é o único método preciso e seguro de receber o tempo de uma fonte de relógio atômico. Muitos laboratórios nacionais de física de todo o mundo transmitem sinais de relógio atômico através de ondas de rádio (geralmente onda longa). Nos EUA, esses sinais são transmitidos por NIST (Instituto Nacional de Padrões e Tempo (conhecido como WWVB), enquanto no Reino Unido, o sinal MSF é transmitido por NPL (Laboratório Nacional de Física).

Servidores de horário duplos que podem receber ambos os sinais estão disponíveis e são uma aposta mais segura para qualquer empresa de alta tecnologia que não possa arriscar-se a perder um sinal de tempo.

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.