Die Atomuhr ist der Höhepunkt der Fähigkeit der Menschheit, die Zeit zu halten, die sich über mehrere Jahrtausende erstreckt. Die Menschen waren schon immer damit beschäftigt, die Zeit im Auge zu behalten, seit der frühe Mensch die Regelmäßigkeit der Himmelskörper bemerkt hatte.

Die Sonne, der Mond, die Sterne und die Planeten wurden bald zur Grundlage für Zeiträume wie Jahre, Monate, Tage und Stunden, die ausschließlich auf der Regulierung der Erdrotation beruhten.

Dies hat tausende von Jahren als verlässlicher Anhaltspunkt dafür gedient, wie viel Zeit vergangen ist, aber in den letzten paar Jahrhunderten haben Menschen nach immer zuverlässigeren Methoden gesucht, um die Zeit im Auge zu behalten. Während die Sonne und die Himmelskörper eine affektive Art waren, funktionierten Sonnenuhren an bewölkten Tagen nicht, und da sich die Tage und die Nacht im Laufe des Jahres veränderten, konnte man sich nur auf Mittag verlassen (wenn die Sonne am höchsten ist).

Der erste Vorstoß in eine genaue Uhr, die nicht auf Himmelskörper angewiesen war und keine einfache Zeit war (wie eine Kerzenverjüngung oder Wasseruhr), sondern über einen längeren Zeitraum die Zeit tatsächlich mitteilte, war die mechanische Uhr.

Diese ersten Geräte, die bis ins zwölfte Jahrhundert zurückreichen, waren primitive Mechanismen, die eine Gang- und Foliantenhemmung (ein Zahnrad und einen Hebel) benutzten, um die Ticks der Uhr zu kontrollieren. Nach einigen Jahrhunderten und einer Vielzahl von Entwürfen hat die mechanische Uhr mit dem Pendel ihren nächsten Schritt gemacht. Das Pendel gab den Uhren ihre erste wahre Genauigkeit, indem sie die Ticks der Uhr mit größerer Präzision steuerten.

Aber erst im 20. Jahrhundert, als die Uhren ins elektronische Zeitalter eintraten, wurden sie wahrhaftig richtig. Die digitale und elektronische Uhr wurde durch die Oszillation eines Quarzkristalls gesteuert (sein veränderter Energiezustand, wenn ein Strom zugrunde gelegt wird), der sich als so genau erwies, dass selten eine Sekunde pro Woche verloren ging.

Die Entwicklung von Atomuhren In den 1950 verwendet man die Oszillation eines einzelnen Atoms, das über 9 Milliarden Zecken pro Sekunde erzeugt und eine genaue Zeit für Millionen von Jahren aufrechterhalten kann, ohne eine Sekunde zu verlieren. Diese Uhren bilden nun die Grundlage unserer Zeitskalen, mit denen die gesamte Welt synchronisiert wird NTP-Server, die völlig genaue und zuverlässige Zeit sicherstellen.

Es gibt mehrere Zeitskalen, die auf der ganzen Welt verwendet werden. Die meisten NTP-Server und andere Netzwerk-Zeitserver Verwenden Sie UTC als Basisquelle, jedoch gibt es andere:

Wenn wir nach der Zeit gefragt werden, ist es sehr unwahrscheinlich, dass wir mit "für welche Zeitskala" antworten würden. Es gibt jedoch mehrere Zeitskalen, die auf der ganzen Welt verwendet werden und jeder basiert auf verschiedenen Methoden, um die Zeit zu verfolgen.
GMT

Mittlere Greenwich-Zeit (GMT) ist die lokale Zeit auf dem Greenwich-Meridian basierend auf der hypothetischen mittleren Sonne. Da die Erdumlaufbahn elliptisch ist und ihre Achse geneigt ist, erscheint die tatsächliche Position der Sonne vor dem Hintergrund der Sterne etwas vor oder hinter der erwarteten Position. Der akkumulierte Timing-Fehler variiert während des gesamten Jahres gleichmäßig bis zu 14 Minuten langsam im Februar bis 16 Minuten schnell im November. Die Verwendung einer hypothetischen mittleren Sonne entfernt diesen Effekt. Vor 1925 maßen Astronomen und Navigatoren GMT von Mittag bis Mittag, beginnend am Tag 12 Stunden später als im zivilen Gebrauch, der auch allgemein als GMT bezeichnet wurde. Um Verwirrung zu vermeiden, stimmten die Astronomen in 1925 zu, den Bezugspunkt von Mittag bis Mitternacht zu ändern, und ein paar Jahre später nahmen sie den Begriff Universal Time (UT) für den "neuen" GMT an. GMT bleibt die gesetzliche Grundlage der zivilen Zeit für das Vereinigte Königreich.

UT

Weltzeit (UT) ist die mittlere Sonnenzeit auf dem Greenwich-Meridian mit 0 h UT um Mitternacht und seit 1925 GMT für wissenschaftliche Zwecke ersetzt hat. In der Mitte der 1950 hatten Astronomen viele Hinweise auf Schwankungen der Erdrotation und beschlossen, UT in drei Versionen zu unterteilen. Die direkt aus den Beobachtungen abgeleitete Zeit wird als UT0 bezeichnet, wobei Korrekturen für Bewegungen der Erdachse oder der polaren Bewegung angewendet werden, UT1 ergibt und das Entfernen periodischer saisonaler Schwankungen UT2 erzeugt. Die Unterschiede zwischen UT0 und UT1 liegen in der Größenordnung von Tausendstelsekunden. Heute wird nur noch UT1 verwendet, da es ein Maß für die Rotationsorientierung der Erde im Weltraum darstellt.

Der Weltzeitstandard (UTC):

Obwohl TAI eine kontinuierliche, einheitliche und präzise Zeitskala für wissenschaftliche Referenzzwecke bietet, ist es für den täglichen Gebrauch nicht geeignet, da es nicht im Einklang mit der Rotationsgeschwindigkeit der Erde steht. Eine Zeitskala, die dem Wechsel von Tag und Nacht entspricht, ist viel nützlicher, und seit 1972 verteilen alle Sendezeitdienste Zeitskalen basierend auf der koordinierten Weltzeit (Coordinated Universal Time, UTC). UTC ist eine atomare Zeitskala, die in Übereinstimmung mit der Weltzeit gehalten wird. Sprungsekunden sind gelegentlich

Informationen mit freundlicher Genehmigung der National Physical Laboratory VEREINIGTES KÖNIGREICH.

Zeitsynchronisation wird von Netzwerkadministratoren oft als "Kopfschmerz" beschrieben. Computer in einem Netzwerk zu halten, die alle gleichzeitig laufen, wird in der modernen Netzwerkkommunikation immer wichtiger, insbesondere wenn ein Netzwerk mit einem anderen Netzwerk kommunizieren muss, das unabhängig von anderen läuft.

Aus diesem Grund UTC (Coordinated Universal Time) wurde entwickelt, um sicherzustellen, dass alle Netzwerke die gleiche genaue Zeitskala durchlaufen. UTC basiert auf der Zeit von Atomuhren so ist es hochpräzise, ​​verliert nie auch nur eine Sekunde. Netzwerkzeitsynchronisierung ist jedoch relativ unkompliziert dank des Protokolls NTP (Network Time Protocol).

UTC-Zeitquellen sind weit verbreitet mit mehr als tausend online verfügbaren Stratum 1-Servern im Internet verfügbar. Die Schichthöhe beschreibt, wie weit a entfernt ist Zeit-Server ist zu einer Atomuhr (an Atomuhr das generiert UTC ist bekannt als Stratum 0-Gerät). Die meisten Zeitserver, die im Internet verfügbar sind, sind in der Tat keine Stratum 1-Geräte, sondern eine Schicht, in der sie ihre Zeit von einem Gerät beziehen, das wiederum das UTC-Zeitsignal empfängt.

Für viele Anwendungen kann dies genau genug sein, aber da diese Timing-Quellen im Internet sind, gibt es sehr wenig, was Sie tun können, um sowohl ihre Genauigkeit als auch ihre Genauigkeit sicherzustellen. In der Tat, auch wenn eine Internet-Quelle sehr genau ist, kann die Entfernung weg von ihr Verzögerungen in einem Zeitsignal verursachen.

Internetzeitquellen sind ebenfalls unsicher, da sie sich außerhalb der Firewall befinden, wodurch das Netzwerk für die Zeitanforderungen offen bleibt. Aus diesem Grund entscheiden sich Netzwerkadministratoren, die sich für die Zeitsynchronisation interessieren, lieber ihren eigenen externen Stratum 1 Server.

Diese Geräte, oft als a NTP-Serverempfangen Sie eine UTC-Zeitquelle von einer vertrauenswürdigen und sicheren Quelle wie einem GPS-Satelliten und verteilen Sie sie dann auf das Netzwerk. Das NTP-Server ist viel sicherer als eine Internet-basierte Zeitquelle und ist relativ preiswert und sehr genau.

Organisieren von Schichten

Ebenenebenen beschreiben die Entfernung zwischen einem Gerät und der Referenzuhr. Zum Beispiel ist eine Atomuhr, die in einem Physiklabor oder GPS-Satellit basiert, ein Stratum 0-Gerät. EIN Stratum 1 Gerät ist ein Zeitserver, der Zeit von einem Stratum 0 Gerät erhält, also dediziert NTP-Server ist Stratum 1. Geräte, die die Zeit vom Zeitserver wie Computer und Router empfangen, sind Stratum 2-Geräte.

NTP Sie können bis zu 16-Stratum-Levels unterstützen, und obwohl die Genauigkeit abnimmt, sind die Stratum-Levels so konzipiert, dass große Netzwerke alle Zeit von einem einzigen NTP-Server empfangen können, ohne dass es zu Netzwerkstaus oder einer Blockierung der Bandbreite kommt .

Bei Verwendung eines NTP-Server Es ist wichtig, das Gerät nicht mit Zeitanforderungen zu überlasten, so dass das Netzwerk mit einer ausgewählten Anzahl von Maschinen aufgeteilt werden sollte, die Anfragen von der NTP-Server (Der NTP-Server-Hersteller kann die Anzahl der Anforderungen empfehlen, die er verarbeiten kann). Diese Stratum 2-Geräte können als Zeitreferenzen für andere Geräte (die Stratum 3-Geräte werden) auf sehr großen Netzwerken verwendet werden, die dann als Zeitreferenzen verwendet werden können.

NTP-Server sind ein wichtiges Werkzeug für jedes Unternehmen, das global und sicher kommunizieren muss. NTP-Server verteilen Coordinated Universal Time (UTC), die globale Zeitskala der Welt, basierend auf der hochgenauen Zeit, die von Atomuhren erzählt wird.

NTP (Network Time Protocol) ist das Protokoll, das verwendet wird, um die UTC-Zeit über ein Netzwerk zu verteilen, es stellt auch sicher, dass die gesamte Zeit genau und stabil ist. Es gibt jedoch viele Fallstricke bei der Einrichtung eines NTP-Netzwerk, hier sind die häufigsten:

Verwenden der richtigen Zeitquelle

Das Erzielen der geeignetsten Zeitquelle ist grundlegend beim Einrichten eines NTP-Netzwerks. Die Zeitquelle wird auf alle Maschinen und Geräte in einem Netzwerk verteilt, daher ist es wichtig, dass sie nicht nur genau, sondern auch stabil und sicher ist.

Viele Systemadministratoren schneiden Ecken mit einer Zeitquelle. Einige werden sich dafür entscheiden, eine internetbasierte Zeitquelle zu verwenden, obwohl diese nicht sicher sind, da die Firewall eine Öffnung erfordert und auch viele Internetquellen entweder völlig ungenau oder zu weit entfernt sind, um irgendeine nützliche Genauigkeit zu bieten.

Es gibt zwei sehr sichere Methoden zum Empfangen einer UTC-Zeitquelle. Die erste besteht darin, das GPS-Netzwerk zu nutzen, das zwar keine UTC sendet, GPS-Zeit basiert auf der internationalen Atomzeit und ist daher leicht für NTP zu konvertieren. GPS-Zeitsignale sind ebenfalls überall auf der Welt verfügbar.

Die zweite Methode besteht darin, die von einigen ausgestrahlten Langwellenfunksignale zu verwenden nationale physikalische Laboratorien. Diese Signale sind jedoch nicht in jedem Land verfügbar und sie haben eine begrenzte Reichweite und sind anfällig für Störungen und lokale Topographie.

Genaue Zeit mit Atomic Clocks ist verfügbar in Nordamerika mit dem WWVB Atomuhrzeit Signal übertragen von Fort Collins, Colorado; Es bietet die Möglichkeit, die Uhrzeit von Computern und anderen elektrischen Geräten zu synchronisieren.

Das nordamerikanische WWVB-Signal wird von NIST - das Nationale Institut für Standards und Technologie. WWVB hat eine hohe Sendeleistung (50,000 Watt), eine sehr effiziente Antenne und eine extrem niedrige Frequenz (60,000 Hz). Zum Vergleich sendet ein typischer AM-Radiosender mit einer Frequenz von 1,000,000 Hz. Die Kombination von hoher Leistung und niedriger Frequenz gibt den Funkwellen von WWVB eine Menge Bounce und diese einzelne Station kann daher die gesamten kontinentalen Vereinigten Staaten sowie einen Großteil von Kanada und Zentralamerika abdecken.

Die Zeitcodes werden von WWVB unter Verwendung eines der einfachsten möglichen Systeme und mit einer sehr niedrigen Datenrate von einem Bit pro Sekunde gesendet. Das 60,000-Hz-Signal wird immer gesendet, aber jede Sekunde wird es für eine Dauer von 0.2, 0.5 oder 0.8 Sekunden stark reduziert: • 0.2 Sekunden reduzierte Leistung bedeutet eine binäre Null • 0.5 Sekunden reduzierte Leistung ist eine binäre Eins. • 0.8 Sekunden reduzierter Leistung ist ein Trennzeichen. Der Zeitcode wird in BCD (Binary Coded Decimal) gesendet und zeigt Minuten, Stunden, Tag des Jahres und Jahres sowie Informationen über Sommerzeit und Schaltjahre an.

Die Zeit wird mit 53-Bits und 7-Separatoren übertragen und benötigt daher 60-Sekunden für die Übertragung. Eine Uhr oder Uhr kann eine extrem kleine und relativ einfache Antenne und einen Empfänger enthalten, um die Information in dem Signal zu dekodieren und die Zeit der Uhr genau einzustellen. Alles, was Sie tun müssen, ist die Zeitzone einzustellen, und die Atomuhr zeigt die korrekte Zeit an.

Engagiert NTP Zeitserver die auf das WWVB-Zeitsignal abgestimmt sind, stehen zur Verfügung. Diese Geräte verbinden sich wie alle anderen Server mit einem Computernetzwerk, nur diese empfangen das Timing-Signal und verteilen es über das Netzwerk an andere Rechner im Netzwerk NTP (Network Time Protocol).

Hier, um Galleon Systems, einer der führenden europäischen Anbieter von NTP-Server Wir wünschen allen unseren Kunden, Lieferanten und auch unseren Wettbewerbern ein frohes Weihnachtsfest und einen guten Rutsch ins neue Jahr. Wir hoffen, 2009 ist ein erfolgreiches Jahr für Sie alle.

Genaue Zeit mit Atomic Clocks ist in Großbritannien und Teilen von Nordeuropa mit der MSF Atomuhrzeitsignal übermittelt von Cumbria, UK; Es bietet die Möglichkeit, die Uhrzeit von Computern und anderen elektrischen Geräten zu synchronisieren.

Das UK MSF Signal wird von NPL - das Nationale Physikalische Labor. MSF hat eine hohe Sendeleistung (50,000 Watt), eine sehr effiziente Antenne und eine extrem niedrige Frequenz (60,000 Hz). Zum Vergleich sendet ein typischer AM-Radiosender mit einer Frequenz von 1,000,000 Hz. Die Kombination von hoher Leistung und niedriger Frequenz verleiht den Funkwellen von MSF eine Menge Bounce, und diese einzelne Station kann daher den größten Teil Großbritanniens und einige Kontinentaleuropas abdecken.

Die Zeitcodes werden von MSF unter Verwendung eines der einfachsten möglichen Systeme und mit einer sehr niedrigen Datenrate von einem Bit pro Sekunde gesendet. Das 60,000-Hz-Signal wird immer gesendet, aber jede Sekunde wird es für eine Dauer von 0.2, 0.5 oder 0.8 Sekunden stark reduziert: • 0.2 Sekunden reduzierte Leistung bedeutet eine binäre Null • 0.5 Sekunden reduzierte Leistung ist eine binäre Eins. • 0.8 Sekunden reduzierter Leistung ist ein Trennzeichen. Der Zeitcode wird in BCD (Binary Coded Decimal) gesendet und zeigt Minuten, Stunden, Tag des Jahres und Jahres sowie Informationen über Sommerzeit und Schaltjahre an.

Die Zeit wird mit 53-Bits und 7-Separatoren übertragen und benötigt daher 60-Sekunden für die Übertragung. Eine Uhr oder Uhr kann eine extrem kleine und relativ einfache Antenne und einen Empfänger enthalten, um die Information in dem Signal zu dekodieren und die Zeit der Uhr genau einzustellen. Alles, was Sie tun müssen, ist die Zeitzone einzustellen, und die Atomuhr zeigt die korrekte Zeit an.

Engagiert Zeit-Server die darauf abgestimmt sind, das MSF-Zeitsignal zu empfangen, stehen zur Verfügung. Diese Geräte verbinden sich wie alle anderen Server mit einem Computernetzwerk, nur diese empfangen das Timing-Signal und verteilen es über das Netzwerk an andere Rechner im Netzwerk NTP (Network Time Protocol).

Die neue GPS-Antenne von Galleon Systems bietet erhöhte Zuverlässigkeit beim Empfang GPS-Zeitsignale NTP Zeitserver.
Der neue Exactime 300 GPS Timing- und Synchronisationsempfänger zeichnet sich durch wasserdichten Schutz, Anti-UV-, Anti-Säure- und Antialkalitätseigenschaften aus, um eine zuverlässige und kontinuierliche Kommunikation mit dem Empfänger zu gewährleisten GPS-Netzwerk.

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Während eine ideale Einheit für ein GPS NTP Zeitserver Diese Antenne nach Industriestandard ist auch ideal für alle GPS-Empfangsbedürfnisse, einschließlich: Navigation im Schiffsverkehr, Fahrzeugverfolgung und NTP Synchronisation
Die Hauptmerkmale der Exactime 300 Pilzantenne sind:

• Integrierte Patch-Antenne • 12-Parallel-Tracking-Kanäle • Schnelle TTFF (Zeit bis zur ersten Reparatur) und geringer Stromverbrauch • Integrierte wiederaufladbare Batterie, Echtzeituhr und -steuerung • Parameterspeicher für schnelle Satellitenerfassung beim Einschalten • Interferenzfilter zu den Haupt-VHF-Kanälen des Marine-Radars • WAAS-konform mit EGNOS-Unterstützung • Perfekte statische Drift für Geschwindigkeit und Kurs • Magnetische Deklinationskompensation • Ist gegen Verpolung geschützt • Unterstützt RS-232- oder RS-422-Schnittstelle, Support 1 PPS Ausgabe.

Methoden der Zeitmessung haben sich im Laufe der Geschichte mit immer größerer Genauigkeit verändert und sind der Katalysator für Veränderungen.

Die meisten Methoden der Zeitmessung basieren traditionell auf der Bewegung der Erde um die Sonne herum. Seit Jahrtausenden wurde ein Tag in 24-Teile geteilt, die als Stunden bekannt geworden sind. Unsere Zeitpläne für die Rotation der Erde zu verwenden, war für die meisten unserer historischen Bedürfnisse angemessen, aber mit fortschreitender Technologie ist die Notwendigkeit einer immer präziseren Zeitskala offensichtlich geworden.

Das Problem mit den traditionellen Methoden wurde deutlich, als die ersten wirklich genauen Zeitmesser - die Atomuhr wurde in den 1950 entwickelt. Da diese Uhren auf der Frequenz der Atome basierten und innerhalb von einer Sekunde jede Million Jahre genau waren, wurde schnell entdeckt, dass unser Tag, den wir immer als genau 24-Stunden angenommen hatten, von Tag zu Tag verändert wurde.

Die Auswirkungen der Schwerkraft des Mondes auf unsere Ozeane bewirken, dass die Erde während ihrer Rotation langsamer und schneller wird - manche Tage sind länger als 24-Stunden, andere kürzer. Obwohl diese winzigen Unterschiede in der Länge eines Tages für unser tägliches Leben kaum einen Unterschied gemacht haben, hat diese Ungenauigkeit Auswirkungen auf viele unserer modernen Technologien wie Satellitenkommunikation und globale Positionierung.

Eine Zeitskala wurde entwickelt, um die Ungenauigkeiten in der Spin-Zeit der Erde - Coordinated Universal Time (UTC) - zu behandeln. Es basiert auf der traditionellen 24-Stunden-Erdrotation, die als Greenwich Meantime (GMT) bekannt ist, berücksichtigt aber die Ungenauigkeiten im Erdspin, indem sogenannte "Leap-Sekunden" hinzugefügt (oder subtrahiert) werden.

Wie UTC basiert auf der Zeit von erzählt Atomuhren Es ist unglaublich genau und wurde daher als ziviler Zeitrahmen der Welt eingeführt und von Unternehmen und Handel auf der ganzen Welt genutzt.

Die meisten Computernetzwerke können mit UTC unter Verwendung eines dedizierten Systems synchronisiert werden NTP Zeitserver.