Atomuhren sind ein Wunder im Vergleich zu anderen Formen von Zeitmessern. Es würde 100,000 Jahre dauern, bis eine Atomuhr eine Sekunde in der Zeit verliert, was besonders dann erschreckend ist, wenn man sie mit digitalen und mechanischen Uhren vergleicht, die an einem Tag so stark abweichen können.

Aber Atomuhren sind keine praktischen Ausrüstungsgegenstände im Büro oder zu Hause. Sie sind sperrig, teuer und erfordern Laborbedingungen, um effektiv arbeiten zu können. Die Verwendung einer Atomuhr ist aber gerade für atomare Zeitbeobachter einfach genug NIST (Nationales Institut für Standards und Zeit) und NPL (National Physical Laboratory) senden die Zeit, wie sie von ihren Atomuhren auf Kurzwellenradio erzählt wird.

NIST sendet sein Signal, bekannt als WWVB, aus Boulder, Colorado, und sendet es auf einer extrem niedrigen Frequenz (60,000 Hz). Die Funkwellen von der WWVB-Station können alle kontinentalen Vereinigten Staaten sowie einen Großteil von Kanada und Zentralamerika abdecken.

Das NPL-Signal wird in Cumbria im Vereinigten Königreich ausgestrahlt und auf ähnlichen Frequenzen übertragen. Dieses Signal, bekannt als MSF, ist in den meisten Teilen des Vereinigten Königreichs verfügbar, und ähnliche Systeme sind in anderen Ländern wie Deutschland, Japan und der Schweiz erhältlich.

Funkgesteuerte Atomuhren empfangen diese Langwellensignale und korrigieren sich selbst nach jeder Drift, die die Uhr erkennt. Computernetzwerke nutzen auch diese Signale der Atomuhren aus und verwenden das Protokoll NTP (Network Time Protocol) und dediziert NTP Zeitserver um Hunderte und Tausende von verschiedenen Computern zu synchronisieren.

Während für die Zeitsynchronisation mehrere Protokolle verfügbar sind, wird der Großteil der Netzwerkzeit mit beiden synchronisiert NTP oder SNTP.

Network Time Protocol (NTP) und Simple Network Time Protocol (SNTP) gibt es seit der Einführung des Internets (und im Fall von NTP, einige Jahre zuvor) und sind mit Abstand die beliebtesten und weitverbreitetsten Zeitsynchronisationsprotokolle.

Der Unterschied zwischen den beiden ist jedoch gering und es wird entschieden, welches Protokoll am besten für a ist NTP Time Server oder eine bestimmte Zeitsynchronisierungsanwendung kann mühsam sein.

Wie der Name schon sagt, SNTP ist eine vereinfachte Version von Network Time Protocol, aber die Frage wird oft gestellt: "Was genau ist der Unterschied?"

Der Hauptunterschied zwischen den beiden Versionen des Protokolls besteht in dem verwendeten Algorithmus. Der NTP-Algorithmus kann mehrere Referenztakte abfragen und die am genauesten berechnen.

SNTP-Verwendung für Geräte mit niedriger Verarbeitungsgeschwindigkeit - es ist für weniger leistungsstarke Geräte geeignet, erfordert nicht die hohe Genauigkeit von NTP. NTP kann auch jeden Offset und Jitter (kleine Schwankungen in der Wellenform, die von Spannungsversorgungsfluktuationen, mechanischen Vibrationen oder anderen Quellen herrühren) überwachen, während SNTP dies nicht tut.

Ein weiterer wichtiger Unterschied besteht in der Art und Weise, in der sich die beiden Protokolle auf jegliche Drift von Netzwerkgeräten einstellen. NTP wird eine Systemuhr beschleunigen oder verlangsamen, um die Zeit der Referenzuhr, die in die NTP-Server (Schwenken), während SNTP einfach die Systemuhr vorwärts oder rückwärts läuft.

Diese Verlangsamung der Systemzeit kann dazu führen, dass potentielle Probleme mit zeitkritischen Anwendungen insbesondere der Stufe ziemlich groß sind.

NTP wird verwendet, wenn Genauigkeit wichtig ist und zeitkritische Anwendungen auf das Netzwerk angewiesen sind. Sein komplexer Algorithmus ist jedoch nicht für einfache Maschinen oder solche mit weniger leistungsfähigen Prozessoren geeignet. SNTP hingegen eignet sich am besten für diese einfacheren Geräte, da es weniger Computerressourcen benötigt, jedoch nicht für Geräte geeignet ist, bei denen es auf Genauigkeit ankommt oder zeitkritische Anwendungen auf das Netzwerk angewiesen sind.

Die korrekte Zeit für die Netzwerksynchronisation ist nur dank Atomuhren möglich. Im Vergleich zu Standard-Zeitmessgeräten und Atomuhr ist mit den neuesten Designs millionenfach genauer und liefert eine genaue Zeit bis zu einer Sekunde in einem 100,000-Jahr.

Atomuhren verwenden die unveränderliche Resonanz von Atomen während verschiedener Energiezustände, um die Zeit zu messen, die eine Atomzecke liefert, die im Falle des Cäsiumatoms fast 9 Milliarden Mal pro Sekunde auftritt. Tatsächlich ist die Resonanz von Cäsium jetzt die offizielle Definition einer Sekunde, die vom Internationalen Einheitensystem angenommen wurde (SI).

Atomuhren sind die Basisuhren für die internationale Zeit, UTC (Abgestimmte Weltzeit). Und sie sind auch die Basis dafür NTP-Server Synchronisieren von Computernetzen und zeitkritischen Technologien, wie sie von der Flugsicherung und anderen zeitkritischen Anwendungen auf hoher Ebene verwendet werden.

Das Finden einer Atomuhrquelle von UTC ist eine einfache Prozedur. Vor allem mit dem Vorhandensein von Online - Zeitquellen, wie sie von Microsoft und der National Institute for Standards and Time (windows.time.com und nist.time.gov).

Jedoch diese NTP-Server sind sogenannte Stratum 2-Geräte, die bedeuten, dass sie mit einem anderen Gerät verbunden sind, das wiederum die Zeit von einer Atomuhr bekommt (also eine UTC-Quelle aus zweiter Hand).

Während die Genauigkeit dieser stratum 2-Server unbestritten ist, kann sie von der Entfernung des Clients von den Zeitservern beeinflusst werden, sie befinden sich auch außerhalb der Firewall, dh jede Kommunikation mit einem Online-Zeitserver erfordert ein offenes UDP (User Datagram Protocol) Port, um die Kommunikation zu ermöglichen.

Dies kann Sicherheitslücken im Netzwerk verursachen und wird daher in keinem System verwendet, das vollständige Sicherheit erfordert. Eine sicherere (und zuverlässigere) Methode zum Empfang von UTC ist die Verwendung eines dedizierten NTP Zeitserver. Diese Zeitsynchronisationsgeräte empfangen die Zeit direkt von Atomuhren, die entweder auf Langwellen von Orten wie NIST oder NPL (Nationales Physikalisches Laboratorium - UK). Alternativ kann UTC aus dem GPS-Signal abgeleitet werden, das von der Konstellation von Satelliten im GPS-Netzwerk (Global Positioning System) gesendet wird.

Einer der weltweit am meisten genaue Atomuhren Deutsch: bio-pro.de/de/region/stern/magazin/...3/index.html. Englisch: bio-pro.de/en/region/stern/magazin/...2/index.html Die Weltcup - Station soll dank einer von der französischen Weltraumbehörde unterzeichneten Vereinbarung in die Umlaufbahn gebracht und an die Internationale Raumstation ISS angeschlossen werden

Die Atomuhr von PHARAO soll an die ISS anknüpfen, um Einsteins Theorie relativ genauer zu testen und die Genauigkeit der koordinierten Weltzeit zu erhöhen (UTC) unter anderen geodätischen Experimenten.

PHARAO ist eine Cäsium-Atomuhr der nächsten Generation mit einer Genauigkeit, die jedem 300,000-Jahr weniger als eine Sekunde Drift entspricht. PHARAO wird von der Europäischen Weltraumorganisation (ESA) in 2013 gestartet.

Atomuhren sind die genauesten Zeitmessgeräte, die der Menschheit zur Verfügung stehen, aber sie sind anfällig für Änderungen der Anziehungskraft, wie von Einsteins Theorie vorhergesagt wird, da die Zeit selbst durch die Erdanziehungskraft beeinflusst wird. Indem diese akkurate Atomuhr in die Umlaufbahn gebracht wird, wird der Effekt der Erdanziehungskraft verringert, was es PHARAO ermöglicht, genauer zu sein als die erdbasierte Uhr.

Während Atomuhren sind nicht neu in der Umlaufbahn, wie viele Satelliten; Da das GPS-Netzwerk (Global Positioning System) Atomuhren enthält, wird PHARAO zu den genauesten Uhren gehören, die jemals ins All geschossen wurden, so dass es für eine viel detailliertere Analyse verwendet werden kann.

Atomuhren gibt es seit der 1960, aber ihre zunehmende Entwicklung hat den Weg für immer fortschrittlichere Technologien geebnet. Atomuhren sind die Grundlage vieler moderner Technologien, von der Satellitennavigation bis hin zur effektiven Kommunikation von Computernetzen auf der ganzen Welt.

Computernetzwerke Zeitsignale von Atomuhren empfangen via NTP Zeitserver (Network Time Protocol), das ein Computernetzwerk innerhalb weniger Millisekunden nach UTC genau synchronisieren kann.

Wir könnten unser Leben nicht ohne sie leben. Sie betreffen fast jeden Aspekt unseres täglichen Lebens und viele der Technologien, die wir in der heutigen Welt für selbstverständlich halten, könnten ohne sie nicht funktionieren. In der Tat, wenn Sie diesen Artikel im Internet lesen, gibt es eine Chance, die Sie gerade jetzt verwenden.

Ohne es zu wissen, regieren Atomuhren uns alle. Aus dem Internet; zu Mobilfunknetzen und Satellitennavigation, ohne Atomuhren wäre keine dieser Technologien möglich.

Atomuhren steuern alle Computernetzwerke unter Verwendung des Protokolls NTP (Netzwerkzeitprotokoll) und Netzwerk-Zeitserver, Computersysteme auf der ganzen Welt bleiben in perfekter Synchronisation.

Und das werden sie auch noch für mehrere Millionen Jahre tun, denn Atomuhren sind so genau, dass sie die Zeit auf 100 Millionen Jahre in Sekunden halten können. Aber, Atomuhren kann noch genauer gemacht werden, und ein französisches Wissenschaftlerteam plant genau das, indem er eine Atomuhr ins Weltall bringt.

Atomuhren sind aufgrund der Gravitationswirkung des Planeten auf die Zeit selbst auf ihre Genauigkeit auf der Erde beschränkt; Wie Einstein anregte, wird die Zeit selbst durch die Schwerkraft verzerrt und dieses Verziehen verlangsamt die Zeit auf der Erde.

Eine neue Atomuhr mit dem Namen PHARAO (Atomkraftwerk des Atomkraftwerkes) soll jedoch an Bord der ISS (Internationale Raumstation) außerhalb der Reichweite der schlimmsten Auswirkungen der Erdanziehungskraft platziert werden.

Diese neue Art von Atomuhren erlaubt eine sehr genaue Synchronisation mit anderen Atomuhren, hier auf der Erde (was im Endeffekt die Synchronisation zu einer NTP-Server noch genauer).

Es wird erwartet, dass Pharao in 300 Millionen Jahren eine Genauigkeit von etwa einer Sekunde erreichen wird und weitere Fortschritte in zeitabhängigen Technologien ermöglichen wird.

Windows 7 ist die neueste Version der Microsoft-Betriebssystemfamilie. Im Anschluss an das viel verunglimpfte Windows Vista wird Windows 7 von Kritikern und Konsumenten viel mehr angenommen.

Die Zeitsynchronisierung unter Windows 7 ist als Protokoll äußerst einfach NTP (Network Time Protocol) ist in Windows 7 integriert und das Betriebssystem synchronisiert automatisch die Uhr des Computers, indem es sich mit dem Microsoft-Zeitdienst time.windows.com verbindet.

Dies ist für viele private Benutzer nützlich, aber die Synchronisierung über das Internet ist aus folgenden Gründen nicht sicher genug für ein Computernetzwerk:

Um eine Verbindung zu einer beliebigen Internetzeitquelle wie time.windows.com herzustellen, muss ein Post in der Firewall geöffnet bleiben. Wie bei jedem offenen Port in einer Netzwerk-Firewall kann dies als Einstiegspunkt von einem böswilligen Benutzer oder einer bösartigen Software verwendet werden.

Die Zeitsynchronisierungsfunktion in Windows 7 kann deaktiviert werden und ist ziemlich einfach, indem Sie das Dialogfeld Zeit und Datum öffnen und das Synchronisierungsfeld deaktivieren.

Die Zeitsynchronisierung in einem Netzwerk ist jedoch unerlässlich. Wenn der Internet-Zeitdienst deaktiviert ist, muss er durch eine sichere und genaue Zeitquelle ersetzt werden.

Bei weitem der beste Weg, dies zu tun ist, eine Zeitquelle zu verwenden, die außerhalb des Netzwerks (und der Firewall) ist.

Die einfachste, sicherste und genaueste Möglichkeit, ein Windows 7-Netzwerk zu synchronisieren, ist die Verwendung eines dedizierten NTP-Server. Diese Geräte verwenden eine Zeitreferenz von einer Funkfrequenz (die normalerweise von nationalen Physiklaboren wie Großbritanniens NPL und Amerikas verteilt wird) NIST) oder aus dem GPS-Satellitennetzwerk.

Da beide Referenzquellen aus Atomuhrquellen stammen, sind sie auch unglaublich genau und ein Windows 7-Netzwerk, das aus Hunderten von Maschinen besteht, kann innerhalb weniger Millisekunden der globalen Zeitskala UTC (Coordinated Universal Time) synchronisiert werden, indem nur eine verwendet wird NTP Zeitserver.

Die Zeitsynchronisierung kann für viele Netzwerkadministratoren, die versuchen, ein Netzwerk zum ersten Mal zu synchronisieren, ein Problem darstellen. Es gibt viele Fallstricke, die ein Netzwerkadministrator übersehen kann, wenn er versucht, jeden Computer in einem Netzwerk zur gleichen Zeit zu synchronisieren.

Das erste Problem vieler Netzwerkadministratoren ist die Auswahl der Zeitquelle. UTC (Coordinated Universal Time) ist eine globale Zeitskala und wird weltweit als Grundlage für Zeitsynchronization da es sich nicht auf Zeitzonen verlässt, die es der globalen Gemeinschaft ermöglichen, sich auf eine Zeitskala zu stützen.

UTC wird auch durch eine Konstellation von Atomuhren gesteuert, die seine Genauigkeit gewährleistet; es wird jedoch regelmäßig angepasst, um sicherzustellen, dass es mit der mittleren Sonnenzeit übereinstimmt, indem zusätzliche Schaltsekunden hinzugefügt werden, die hinzugefügt werden, um der natürlichen Verlangsamung der Erdrotation entgegenzuwirken.

UTC ist als Zeitreferenz aus einer Reihe von Quellen leicht verfügbar. Das Internet ist ein beliebter Ort, um eine UTC-Zeitquelle zu erhalten. Eine Internetzeitquelle wird jedoch durch die Netzwerkfirewall lokalisiert, und Sicherheitsprobleme können entstehen, wenn der UDP-Port für das Empfangen der Zeitanforderungen geöffnet bleiben muss.

Internetzeitquellen können ebenfalls ungenau sein und da das NTP-eigene Sicherheitssystem, das als NTP-Authentifizierung bekannt ist, nicht über das Internet funktionieren kann, können weitere Sicherheitsprobleme auftreten.

Eine weitaus bessere Lösung, um eine Quelle von UTC zu erhalten, ist entweder das Global Positioning System (GPS) oder die Langwellenfunkübertragung, die von mehreren nationalen Physiklaboren wie NIST in den USA und in Großbritannien NPL.

Engagiert NTP Zeitserver kann diese sicheren und authentifizierten Signale empfangen und sie dann auf alle Geräte in einem Netzwerk verteilen.

Satellitennavigationssysteme oder Navigationsgeräte haben die Art und Weise, wie wir uns auf den Hauptstraßen zurechtfinden, verändert. Vorbei sind die Zeiten, in denen Reisende ein Handschuhfach voller Karten haben mussten und gegangen ist, ist die Notwendigkeit zu stoppen und fragen Sie einen Einheimischen nach dem Weg.

Die Satellitennavigation bedeutet, dass wir nun von Punkt A nach Punkt B gehen, zuversichtlich, dass unsere Systeme uns dorthin bringen und während Satellitennavigationssysteme nicht narrensicher sind (wir müssen alle die Geschichten von Menschen gelesen haben, die über Klippen und in Flüsse fahren) hat sicherlich unsere revolutioniert Wegfindung.

Derzeit gibt es nur ein globales Navigationssatellitensystem (GNSS), das von den USA betriebene Global Positioning System (GPS). Obwohl ein konkurrierendes Europäisches System (Galileo) irgendwann nach 2012 online gehen wird und sowohl ein russisches (GLONASS) als auch ein chinesisches (COMPASS) System entwickelt werden.

Alle diese GNSS-Netze arbeiten jedoch mit der gleichen Technologie wie GPS, und aktuelle GPS-Systeme sollten in der Lage sein, diese zukünftigen Systeme ohne große Änderungen zu nutzen.

Das GPS-System ist im Grunde eine Konstellation von Satelliten (derzeit gibt es 27). Diese Satelliten enthalten jeweils an Bord ein Atomuhr (Tatsächlich sind zwei auf den meisten GPS-Satelliten, aber für den Zweck dieser Erklärung muss nur einer berücksichtigt werden). Die Signale, die vom GPS-Satelliten übertragen werden, enthalten mehrere Informationen, die als eine ganze Zahl gesendet werden:

* Die Uhrzeit, zu der die Nachricht gesendet wurde

* Die Orbitalposition des Satelliten (bekannt als Ephemeriden)

* Der allgemeine Systemzustand und die Umlaufbahnen der anderen GPS-Satelliten (bekannt als Almanach)

Ein Satellitennavigationsempfänger, wie er auf dem Dashboard Ihres Autos zu finden ist, empfängt diese Information und die Verwendung der Timing-Information berechnet die genaue Entfernung vom Empfänger zum Satelliten. Durch Verwendung von drei oder mehr dieser Signale kann die genaue Position trianguliert werden (vier Signale werden tatsächlich benötigt, da die Höhe über dem Meeresspiegel ebenfalls berechnet werden muss).

Da die Triangulation nach dem Senden des Zeitsignals funktioniert und wie lange es dauerte, bis der Empfänger ankam, müssen die Signale unglaublich genau sein. Selbst eine Sekunde Ungenauigkeit könnte die Navigationsinformationen sehen, aber Tausende von Kilometern als Licht und damit Funksignale können jede Sekunde fast 300,000 km zurücklegen.

Gegenwärtig kann das GPS-Satellitennetzwerk innerhalb von 5-Metern eine Navigationsgenauigkeit bereitstellen, die zeigt, wie das geht genaue Atomuhren kann sein.

Es scheint, dass fast jedes Armaturenbrett einen GPS-Empfänger auf der Oberseite hat. Sie sind als Navigationsinstrument unglaublich populär geworden, da viele Menschen sich nur darauf verlassen, dass sie sich im Straßennetz arbeiten.

Die Global Positioning System gibt es schon seit einigen Jahren, wurde aber ursprünglich für US-Militäranwendungen entwickelt und gebaut, wurde aber nach einem Flugzeugunfall für den zivilen Einsatz erweitert.

Während es ein Werkzeug unglaublich nützlich und bequem ist, ist das GPS-System in seiner Operation relativ einfach. Die Navigation funktioniert unter Verwendung einer Konstellation von 30 oder so Satelliten (es gibt einige mehr, die umkreisen, aber nicht mehr betriebsbereit sind).

Die von den Satelliten gesendeten Signale enthalten drei Informationen, die von den Navigationsgeräten in unseren Autos empfangen werden.

Diese Informationen umfassen:

* Die Uhrzeit, zu der die Nachricht gesendet wurde

* Die Orbitalposition des Satelliten (bekannt als Ephemeriden)

* Der allgemeine Systemzustand und die Umlaufbahnen der anderen GPS-Satelliten (bekannt als Almanach)

Die Art und Weise, in der die Navigationsinformation ausgearbeitet wird, besteht darin, die Information von vier Satelliten zu verwenden. Die Zeit, die die Signale von jedem der Satelliten zurückgelegt haben, wird vom Satellitenempfänger aufgezeichnet und die Entfernung von jedem Satelliten wird dann unter Verwendung dieser Information berechnet. Durch die Verwendung der Informationen von vier Satelliten kann genau herausgefunden werden, wo sich der Satellitenempfänger befindet, dieser Vorgang wird als Triangulation bezeichnet.

Die genaue Berechnung der Zeitpunkte, die von den Satelliten ausgestrahlt werden, hängt jedoch von der genauen Genauigkeit ab, in der Sie sich auf der Welt befinden. Da sich Signale wie das GPS mit Lichtgeschwindigkeit fortbewegen (ungefähr 300,000 km pro Sekunde durch ein Vakuum), könnte selbst eine Ungenauigkeit von einer Sekunde die Positionierungsinformationen durch 300 Kilometer anzeigen! Gegenwärtig ist das GPS-System auf fünf Meter genau, was zeigt, wie genau die von den Satelliten gesendeten Timing-Informationen sind.

Diese hohe Genauigkeit ist möglich, da jeder GPS-Satellit Atomuhren enthält. Atomuhren Englisch: www.dlr.de/en/desktopdefault.aspx/t...1_read-6398/ Sie sind unglaublich genau und verlassen sich auf die unbeirrbaren Schwingungen der Atome, um die Zeit zu halten - tatsächlich wird jeder GPS - Satellit über eine Million Jahre laufen, bevor er um eine Sekunde zurückdriften wird (im Vergleich zur durchschnittlichen elektronischen Uhr, die um eine Sekunde abdriften wird) eine oder zwei Wochen)

Aufgrund dieser hohen Genauigkeit können die Atomuhren an Bord von GPS - Satelliten als Quelle für genaue Zeit für die Synchronisation von Computernetzen und andere Geräte, die eine Synchronisierung erfordern.

Das Empfangen dieses Zeitsignals erfordert die Verwendung von a NTP GPS Server Das synchronisiert sich mit dem Satelliten und verteilt die Zeit an alle Geräte in einem Netzwerk.

Windows 7, das neueste Betriebssystem von Microsoft, ist auch das erste Betriebssystem, das die PC-Uhr automatisch mit einer Internetquelle synchronisiert UTC Zeit (Abgestimmte Weltzeit). Sobald ein Windows 7-Computer eingeschaltet und mit dem Internet verbunden ist, fordert er Zeitsignale vom Microsoft-Zeitdienst an - time.windows.com.

Während es für viele Heimanwender ihnen das lästige Einstellen und Korrigieren ihrer Uhr erspart, während es driftet, kann es für Geschäftsbenutzer problematisch sein, da Internetzeitquellen nicht sicher sind und eine Zeitquelle über den UDP-Port auf der Firewall erhalten könnte Sicherheitsverletzungen und als Internetzeitquellen können nicht authentifiziert werden NTP (Network Time Protocol) können die Signale von böswilligen Benutzern entführt werden.

Diese Internet-Zeitquelle kann deaktiviert werden, indem Sie das Dialogfeld Uhr und Datum öffnen und die Registerkarte Internetzeit öffnen, auf die Schaltfläche "Ändern" klicken und die Option "Deaktivieren" deaktivieren.Synchronisieren Sie mit einem Internet-Zeitserver<Option.

Während dies nicht sicher ist, dass kein unerwünschter Verkehr durch Ihre Firewall kommen wird, bedeutet dies auch, dass der Windows 7-Rechner nicht mit UTC synchronisiert wird und seine Zeitmessung von der Motherboard-Uhr abhängt, die schließlich abdriften wird.

Um ein Netzwerk von Windows 7-Rechnern mit einer genauen und sicheren UTC-Quelle zu synchronisieren, ist die praktischste und einfachste Lösung, eine Verbindung herzustellen dedizierte NTP-Zeitserver. Diese verbinden sich direkt mit einem Router oder Switch und ermöglichen den sicheren Empfang einer Atomuhrzeitquelle.

NTP Zeitserver Verwenden Sie das hochgenaue und sichere GPS - Signal (Global Positioning System), das überall auf dem Planeten verfügbar ist, oder mehr lokalisierte Langwellenfunksignale, die von mehreren nationalen Physiklabors wie NIST und NPL.