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.

Es ist eine gewisse Ironie, dass der Computer, der auf Ihrem Desktop sitzt und möglicherweise so viel wie das Monatsgehalt gekostet hat, eine Uhr an Bord hat, die weniger genau ist als eine billige Armbanduhr, die an einer Tankstelle gekauft wurde.

Das Problem besteht nicht darin, dass Computer insbesondere mit billigen Zeitsteuerkomponenten hergestellt werden, sondern dass jede ernsthafte Zeitmessung auf einem PC ohne teure oder fortschrittliche Oszillatoren erreicht werden kann.

Die Onboard-Timing-Oszillatoren der meisten PCs sind in der Tat nur ein Backup, um die Computeruhr synchronisiert zu halten, wenn der PC ausgeschaltet ist oder wenn Netzwerk-Timing-Informationen nicht verfügbar sind.

Trotz dieser unzureichenden Onboard-Clocks kann das Timing auf einem Netzwerk von PCs innerhalb einer Genauigkeit von Millisekunden erreicht werden und ein Netzwerk, das mit der globalen Zeitskala synchronisiert ist UTC (Coordinated Universal Time) sollte überhaupt nicht driften.

Der Grund, warum dieses hohe Maß an Genauigkeit und Synchronität ohne teure Oszillatoren erreicht werden kann, ist, dass Computer das Network Timing Protocol (NTP) um die genaue Uhrzeit zu finden und zu pflegen.

NTP ist ein Algorithmus, der eine einzige Zeitquelle verteilt; dies kann durch die Onboard-Uhr eines PC erzeugt werden - obwohl dies jede Maschine im Netzwerk driften sehen würde, wenn die Uhr selbst driftet - Eine weitaus bessere Lösung ist es, NTP zu verwenden, um eine stabile, genaue Quelle von Zeit zu verteilen, und am bevorzugtesten für Netzwerke, die Geschäfte über das Internet betreiben, eine Quelle von UTC.

Die einfachste Methode, UTC zu empfangen - was von einer Konstellation von Atomuhren rund um den Globus eingehalten wird - ist die Verwendung von a dedizierte NTP-Zeitserver. NTP-Server verwenden entweder GPS-Satellitensignale (Global Positioning System) oder Langwellen-Radiosendungen (die normalerweise von nationalen Physiklaboren wie NPL oder NIST übertragen werden).

Einmal erhielt die NTP-Server verteilt die Timing-Quelle über das Netzwerk und überprüft ständig jede Maschine auf Drift (im Wesentlichen kontaktiert die vernetzte Maschine den Server als Client und die Informationen werden über TCP / IP ausgetauscht.

Dies macht die Borduhren der Computer selbst obsolet, obwohl wenn die Maschinen zum ersten Mal hochgefahren werden, oder wenn es eine Verzögerung bei der Kontaktierung der NTP-Server (Wenn es nicht funktioniert oder ein vorübergehender Fehler vorliegt), wird die Onboard-Uhr verwendet, um die Zeit zu halten, bis die volle Synchronisation wieder erreichbar ist.

Zeitsynchronisation ist ein entscheidender Aspekt der Computernetzwerke. Sicherstellen, dass alle Maschinen in einem Netzwerk mit der globalen Zeitskala UTC (Coordinated Universal Time) synchronisiert sind, andernfalls wären zeitkritische Transaktionen mit anderen Netzwerken unmöglich.

Die Zeitsynchronisierung wird dank des Network Time Protocol (NTP), das zu diesem Zweck in den frühen Tagen des Internets entwickelt wurde, vereinfacht. Es funktioniert mit einer einzigen Zeitquelle (in der Regel UTC), die dann auf alle Geräte auf der NTP-Netzwerk.

Die UTC-Zeitquelle wird oft aus dem Internet in Netzwerken genommen, in denen Sicherheit kein großes Problem darstellt, aber da dabei ein offener Port in einer Netzwerkfirewall für viele Netzwerke belassen wird, ist die dadurch entstehende Sicherheitslücke das Risiko nicht wert.

Engagiert Netzwerk-Zeitserver (oft bezeichnet als NTP-Server) werden von vielen Netzwerken als sichere und noch genauere Methode zum Empfang von UTC verwendet. Diese Geräte erhalten die UTC-Zeit direkt von einer Atomuhrquelle.

Darüber hinaus arbeiten diese dedizierten Zeitserver außerhalb der Firewall und des Netzwerks und verwenden Quellen wie GPS oder Funkfrequenzen, um die Zeitcodes abzurufen.

Zur Erleichterung der Synchronisation gibt es verschiedene Zeitsynchronisationssoftware Pakete, die Hand in Hand mit NTP laufen und über Browserschnittstellen eine einfache Konfiguration der Zeitsynchronisation im Netzwerk ermöglichen.

Während diese Zeitsynchronisationssoftware-Pakete für die Verwendung der meisten nicht wesentlich sind NTP-ServerDie in Betriebssystemen installierte Standardsoftware fehlt oft oder ist ziemlich kompliziert.

Die meisten spezialisierten Hersteller von dedizierten Netzwerk-Zeitservern werden einen Zeitdienst-Client zur Konfiguration bereitstellen, und diese sind wahrscheinlich am besten für das Gerät von diesem Lieferanten geeignet. Es gibt jedoch viele Freeware- und Open-Source-Software-Pakete zur Zeitsynchronisierung, die größtenteils mit vielen NTP-Servern kompatibel sind.

Die Zeit zu erzählen ist etwas, was wir als kleine Kinder lernen können. Zu wissen, wie spät es ist, ist ein wesentlicher Teil unserer Gesellschaft, und ohne sie könnten wir nicht funktionieren. Stell dir vor, wenn wir nicht die Zeit sagen - wann würdest du zur Arbeit gehen? Wann würdest du gehen und wie wäre es möglich, andere Leute zu treffen oder irgendeine Art von Funktion zu arrangieren?

Während es für uns von entscheidender Bedeutung ist, die Zeit zu bestimmen, ist es für Computer, die Zeit als einzigen Bezugspunkt nutzen, noch wichtiger Computernetzwerk-Zeitsynchronisation es ist lebenswichtig. Ohne das Verstreichen der Zeit aufzuzeichnen, könnten Computer nicht funktionieren, da es keinen Bezug zu Bestellprogrammen und -funktionen gibt.
Aber die Art und Weise, wie Computer die Uhrzeit und das Datum angeben, unterscheidet sich erheblich von der Art und Weise, wie wir sie aufnehmen. Anstatt eine separate Zeit, ein Datum und ein Jahr aufzuzeichnen, verwenden Computersysteme eine einzige Nummer. Diese Zahl basiert auf der Anzahl der Sekunden ab einem bestimmten Zeitpunkt - bekannt als die Primepoche.

Wann diese Epoche ist, hängt vom Betriebssystem bzw. der Programmiersprache ab. Zum Beispiel haben Unix-Systeme eine Prime-Epoche, die bei 1 Januar 1970 beginnt, und die Anzahl der Sekunden von der Epoche wird in einer 32-Bit-Integer gezählt. Andere Betriebssysteme, wie Windows, verwenden ein ähnliches System, aber die Epoche ist anders (Windows startet auf 1 Januar 1601).

Dieses Integer-System hat jedoch Nachteile. Da zum Beispiel das Unix-System eine 32-Bit-Ganzzahl ist, die in 01 Jan 1970 gestartet wurde, wird 19 2038 XNUMX die ganze Zahl jede mögliche Zahl erschöpft haben und zu Nullen zurückkehren müssen. Dies könnte Probleme mit Systemen verursachen, die auf Unix in einem Problem beruhen, das an den Millennium-Fehler erinnert.
Es gibt noch andere Probleme mit der Computerzeit. Aufgrund der globalen Anforderungen des Internets basiert nun die gesamte Computerzeit auf UTC (Coordinated Universal Time). UTC wird jedoch gelegentlich geändert, indem Leap-Sekunden hinzugefügt werden, um sicherzustellen, dass die Zeit mit der Rotation der Erde übereinstimmt (die Erddrehung ist aufgrund von Gravitationskräften niemals exakt), so dass die Schaltsekunde in ein Computerzeitsystem einbezogen werden muss.

Computerzeit ist oft assoziiert mit NTP (Network Time Protocol), das zum Synchronisieren von Computern verwendet wird, die häufig a Netzwerk-Zeitserver.

Nach Jahren des Ringens und der Unsicherheit nimmt das europäische Pendant zum GPS (Global Positioning System) endlich Gestalt an. Das europäische Galileo-System, das das derzeitige USA-System ergänzen wird, ist der Fertigstellung ein gutes Stück näher.

Galileo, das das erste operationelle globale Navigationssatellitensystem (GNSS) außerhalb der Vereinigten Staaten sein wird, wird Positionsinformationen für Satellitennavigationsmaschinen und Zeitinformationen für GPS NTP-Server (Network Time Protocol).

Das System, das von der Europäischen Weltraumorganisation (ESA) und der Europäischen Union (EU) entworfen und hergestellt wird, soll nach seiner Inbetriebnahme die Verfügbarkeit und Genauigkeit der aus dem Weltraum übertragenen Zeit- und Navigationssignale verbessern.

Dieses System wurde seit seiner Gründung vor fast einem Jahrzehnt in politischen Streitigkeiten und Unsicherheiten verharrt. Einwände von den USA, dass sie die Fähigkeit verlieren, GPS in Zeiten des militärischen Bedarfs auszuschalten; und wirtschaftliche Zwänge in ganz Europa führten dazu, dass das Projekt mehrmals fast auf Eis gelegt wurde.

Die ersten vier Satelliten werden jedoch in einem Labor in Südengland fertiggestellt. Diese In-Orbit-Validation (IOV) -Satelliten bilden eine Mini-Konstellation am Himmel und beweisen das Galileo-Konzept durch die Übertragung der ersten Signale, so dass das europäische System Realität werden kann.

Der Rest des Satellitennetzes sollte kurz nach und folgen. Galileo sollte schließlich über 30 von ihnen umfassen, was bedeutet, dass Benutzer von Satellitennavigationssystemen von GPS NTP Zeitserver Sollte es schneller gehen, werden Fixes in der Lage sein, ihre Positionen mit einem Fehler von einem Meter zu lokalisieren, verglichen mit dem derzeitigen GPS-Fehler von nur fünf.

Computer synchronisiert halten in einem Netzwerk ist von entscheidender Bedeutung, insbesondere wenn das betreffende Netzwerk zeitkritische Transaktionen behandelt. Wenn ein Netzwerk nicht synchronisiert wird, kann dies zu Fehlern, Schwachstellen und endlosen Problemen beim Debugging führen.

Allerdings mit der Menge an Online-Zeitservern von seriösen Orten wie NIST oder Microsoft wird oft gefragt, warum Computer - Netzwerke mit einem synchronisiert werden müssen externer NTP-Zeitserver.

Diese dedizierten NTP-Geräte werden oft als unnötige Ausgaben angesehen und viele Netzwerkadministratoren verzichten einfach auf sie und stellen eine Verbindung zu einem Online-Zeitserver her, nachdem sie den gleichen Job erledigt haben, nicht wahr?

Tatsächlich gibt es zwei Hauptgründe, warum NTP Zeitserver sind nicht nur wichtig, sondern für die meisten Computernetzwerke unerlässlich, und sie zu übersehen, könnte in vielerlei Hinsicht kostspielig sein.

Lassen Sie mich erklären. Der erste Grund, warum eine externe NTP-Server ist wichtig ist die Genauigkeit. Es ist nicht so, dass Internetzeitquellen im Allgemeinen ungenau sind (obwohl viele es sind), aber es gibt die Frage nach der Entfernung, die die Zeitreferenz zurücklegen muss. Darüber hinaus beginnt das Netzwerk in Zeiten, in denen die Verbindung unterbrochen wird - sei es aufgrund eines lokalen Verbindungsfehlers oder des Zeitservers selbst - zu driften, bis die Verbindung wiederhergestellt ist.

Zweitens und vielleicht am wichtigsten sind die Sicherheitsprobleme bei der Verwendung einer Internetzeitquelle. Das Hauptproblem ist, dass wenn Ihre Verbindung zu einem Zeitserver über den dann einen offenen Port (UDP 123 für NTP-Anfragen) offen gelassen werden muss, Und wie bei jedem offenen Port, der als Gateway für Schadsoftware und Benutzer dienen kann.

Der Grund dedizierte NTP-Zeitserver essentiell für Computernetzwerke ist, dass sie völlig unabhängig und extern zur Firewall des Netzwerks arbeiten. Anstatt auf eine Zeitquelle über das Internet zuzugreifen, verwenden sie entweder GPS oder Funkübertragungen, um die Zeit zu erhalten. Und dabei können sie immer die richtige Zeit bereitstellen, ohne befürchten zu müssen, eine Verbindung zu verlieren oder einen bösartigen Trojaner durch die Firewall zu lassen.

Wir leben in einer schnelllebigen Welt, in der die Zeit zählt. In manchen Branchen kann sogar eine Sekunde den Unterschied ausmachen. Millionen von Dollars werden an der Börse jede Sekunde ausgetauscht und Aktienkurse können steigen oder fallen.

Der richtige Preis zum richtigen Zeitpunkt ist für den Handel in einem derart schnelllebigen Geldmarkt unerlässlich, und eine perfekte Synchronisierung der Netzwerkzeiten ist die Voraussetzung dafür.

Sicherzustellen, dass jede Maschine, die mit Aktien, Aktien und Obligationen handelt, die richtige Zeit hat, ist entscheidend, wenn Menschen auf dem Derivatmarkt handeln werden, aber wenn Händler in verschiedenen Teilen der Welt sitzen, wie kann dies erreicht werden?

Glücklicherweise koordinierte Weltzeit (UTC), eine globale Zeitskala, die nach der Entwicklung von Atomuhren entwickelt wurde, erlaubt es gleichzeitig, jeden Trader zu regieren, unabhängig davon, wo er sich auf der Welt befindet.

Da UTC auf der Atomuhrzeit basiert und durch eine Konstellation dieser Uhren genau gehalten wird, ist es sehr zuverlässig und genau. Und Branchen wie die Börse verwenden UTC, um die Zeit in ihren Computernetzwerken zu bestimmen.

Die Computernetzwerk-Zeitsynchronisation wird in Computernetzwerken erreicht, indem die NTP-Server (Netzwerkzeitprotokoll) NTP-Server erhalten eine UTC-Quelle von einem Atomuhr Referenz. Dies ist entweder vom GPS-Netzwerk oder durch spezielle Funkübertragungen (es ist auch über das Internet verfügbar, ist aber nicht so zuverlässig).

Nach dem Empfang verteilt der NTP-Server die hochgenaue Zeit im gesamten Netzwerk und überprüft kontinuierlich jedes Gerät und jede Workstation, um sicherzustellen, dass die Uhr so ​​genau wie möglich ist.

Diese Netzwerk-Zeitserver kann ganze Netzwerke von Hunderten und Tausenden von Maschinen in perfekter Synchronisation halten - innerhalb weniger Millisekunden von UTC!

Wir leben und arbeiten in einer völlig anderen Welt als die, in die viele von uns hineingeboren wurden. Wir sind jetzt so wahrscheinlich, etwas aus dem Internet zu kaufen, als bummeln Sie die Kohle High Street. Und auch das große Geschäft und der Handel haben sich verändert, da der Markt wirklich global wird und das Internet das am häufigsten genutzte Instrument für den Handel ist.

Der globale Handel bringt jedoch seine Probleme mit sich, da die verschiedenen Länder auf der ganzen Welt unterschiedliche Zeitrahmen haben. Um die Parität sicherzustellen, wurde in den 1970's eine globale Zeitskala eingeführt Coordinated Universal Time (KOORDINIERTE WELTZEIT). Mit dem fortschreitenden E-Commerce stieg auch die Notwendigkeit, eine genaue Synchronisierung mit UTC sicherzustellen.

Das größte Problem ist, dass die meisten Uhren, einschließlich derer, die in Computer-Motherboards eingebaut sind, anfällig für Drift sind. Und da verschiedene Maschinen mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten driften werden, könnten globale Kommunikation und elektronischer Handel unmöglich sein. Denken Sie nur an den Unterschied, den eine Sekunde in Marktplätzen wie der Börse machen kann, wo Vermögen gewonnen oder verloren wird, oder wenn Sie Sitzplatzreservierungen online kaufen, was passieren würde, wenn jemand auf einem Computer mit langsamer Uhr den gleichen Platz nach Ihnen buchen würde Zeitstempel des Computers zeigen die Person an, die vor Ihnen gebucht wurde.

Andere unvorhergesehene Fehler können auch in internen Netzwerken auftreten, wenn Computer unterschiedliche Zeiten ausführen. Daten können verloren gehen, Fehler können schwer zu protokollieren, aufzuspüren und zu beheben und böswillige Benutzer können die Zeit Verwirrung nutzen.

Um eine wirklich globale Synchronisation sicherzustellen, können Computernetzwerke mit einer Atomuhr synchronisiert werden, so dass alle Computer in einem Netzwerk innerhalb von wenigen Millisekunden nach UTC bleiben. Berechnen Sie Netzwerke verwenden NTP-Server (Network Time Protocol), um eine genaue Synchronisation zu gewährleisten NTP-Server Empfangen Sie die Atomuhrzeit von entweder GPS-Satelliten von Radiofrequenzen.

Es gibt nichts Schlimmeres, als zu Ihrem Auto zurückzukehren, nur um festzustellen, dass Ihre Parkuhr-Zeit abgelaufen ist und Sie einen Parkschein auf Ihre Windschutzscheibe bekommen haben.

Meistens ist es nur eine Frage von ein paar Minuten Verspätung, bevor ein übereifriger Parkwächter Ihren abgelaufenen Zähler oder das abgelaufene Ticket entdeckt und Ihnen ein Bußgeld ausstellt.

Doch wie die Menschen in Chicago feststellen, während eine Minute den Unterschied ausmachen kann, ob man rechtzeitig zum Auto zurückkehrt oder ein Ticket bekommt, kann eine Minute auch der Unterschied zwischen verschiedenen Parkuhren sein.

Es scheint, dass die Uhren auf den 3000-Parkuhren in Cale, Chicago, als unsynchronisiert identifiziert wurden. Tatsächlich sind von den fast beobachteten 60-Bezahlboxen die meisten mindestens eine Minute und in manchen Fällen fast 2 Minuten von der "tatsächlichen" Zeit entfernt.

Dies hat dem Unternehmen, das für das Parken im Cale-Distrikt zuständig ist, Kopfschmerzen bereitet, und die tausenden von Autofahrern, denen Fahrkarten von dieser Maschine ausgehändigt wurden, könnten mit rechtlichen Problemen konfrontiert werden.

Das Problem mit dem Cale-Parksystem ist, dass während sie behaupten, dass sie ihre Maschine regelmäßig kalibrieren, es keine genaue Synchronisierung mit einer gemeinsamen Zeitreferenz gibt. In den meisten modernen Anwendungen wird UTC (Coordinated Universal Time) als Basis-Zeitskala verwendet und um Geräte wie Cale's Parkuhren zu synchronisieren, a NTP-Server, verbunden mit einer Atomuhr, erhalten UTC-Zeit und stellen sicher, dass jedes Gerät die genaue Zeit hat.

NTP-Server werden nicht nur zur Kalibrierung von Parkuhren sondern auch von Ampeln, Flugsicherung und dem gesamten Banksystem verwendet, um nur einige Anwendungen zu nennen und können jedes angeschlossene Gerät innerhalb weniger Millisekunden synchronisieren UTC.

Es ist eine Schande, dass Cales Parkwächter den Wert eines dedizierten NTP-Zeitservers nicht gesehen haben - ich bin mir sicher, dass sie es bedauern, jetzt keinen zu haben.

Dedizierter NTP-Zeitserver Geräte sind die einfachste, genaueste, zuverlässige und sichere Methode, eine Quelle von UTC Zeit (Coordinated Universal Time) zum Synchronisieren eines Computernetzwerks.

NTP-Server (Network Time Protocol) arbeiten außerhalb der Firewall und sind nicht auf das Internet angewiesen, dh sie sind hochsicher und nicht anfällig für böswillige Benutzer, die im Falle von Internetzeitquellen die NTP-Client-Signale als Zugriffsmöglichkeit auf das Netzwerk verwenden können oder durchdringen die Firewall.

Ein dedizierter NTP-Server erhält seinen Zeitcode auch direkt von einer Atomuhr, was ihn zu einem stratum 1-Zeitserver im Gegensatz zu Online-Zeitservern macht, die Stratum 2-Zeitserver sind, dh sie erhalten die Zeit von einem stratum 1-Server und so sind nicht so genau.

In Verwenden eines NTP-Zeitservers es gibt nur eine Entscheidung zu treffen und so soll das Zeitsignal empfangen werden und dafür gibt es nur zwei Möglichkeiten:

Die erste besteht darin, die von nationalen Physiklabors wie z NIST in den USA oder in Großbritannien NPL. Diese Signale (WWVB in den USA, MSF in Großbritannien) sind in der Reichweite begrenzt, obwohl das USA-Signal in den meisten Teilen Kanadas und Alaskas verfügbar ist. Sie sind jedoch anfällig für lokale Interferenz und Topographie wie andere langwellige Funksignale.

Die Alternative zum WWVB / MSF-Signal ist die Verwendung des GPS-Satellitennetzes (Global Positioning System). Atomuhren werden von GPS-Satelliten als Basis für Navigationsinformationen von Satellitenempfängern verwendet. Diese Atomuhren können mit a verwendet werden NTP-Zeitserver mit einer GPS-Antenne ausgestattet.

Während das GPS-Zeitsignal streng genommen nicht UTC ist, liegt es 17 Sekunden zurück, da niemals Schaltsekunden zur GPS-Zeit hinzugefügt wurden (da die Satelliten nicht erreichbar sind), aber NTP kann dies berücksichtigen (durch einfaches Hinzufügen von 17 ganze Sekunden). Der Vorteil von GPS ist, dass es überall auf dem Planeten verfügbar ist, so lange die GPS-Antenne freie Sicht zum Himmel hat.

Duellsysteme, die beide Signaltypen verwenden können, sind ebenfalls verfügbar.