Es gibt jetzt angeblich so viele Autos auf der Straße wie es Haushalte gibt und es dauert nur eine kurze Reise während der Hauptverkehrszeit, um zu erkennen, dass diese Behauptung möglicherweise wahr ist.

Überlastung ist ein großes Problem in unseren Städten und die Kontrolle dieses Verkehrs und seine Fortbewegung ist einer der wichtigsten Aspekte zur Reduzierung von Staus. Sicherheit ist auch auf unseren Straßen ein Problem, da die Wahrscheinlichkeit, dass all diese Fahrzeuge herumfahren, ohne sich gelegentlich zu treffen, nahe Null ist, aber das Problem kann durch ein schlechtes Verkehrsmanagement veranschaulicht werden.

Wenn es darum geht, die Verkehrsströme unserer Städte zu kontrollieren, gibt es keine größere Waffe als die bescheidene Ampel. In einigen Städten sind diese Geräte einfache Zeitlichter, die den Verkehr in eine Richtung stoppen und den anderen Verkehr zulassen und umgekehrt.

Das Potential, wie Ampelanlagen Staus reduzieren können, wird jetzt realisiert und dank der Millisekunden-Synchronisation mit NTP-Server Staus drastisch zu reduzieren, sind einige der größten Städte der Welt.

Statt nur einfache Zeitabschnitte von grün, gelb und rot, können Ampeln auf die Bedürfnisse der Straße reagieren, mehr Autos in einer Richtung durchlassen, während sie in anderen reduzieren. Sie können auch in Verbindung miteinander verwendet werden, um Grünlichtpassagen für Autos auf Hauptstrecken zu ermöglichen.

Das alles ist aber nur möglich, wenn das Ampelsystem in der gesamten Stadt miteinander synchronisiert wird und das nur mit einem NTP Zeitserver.

NTP (Network Time Protocol) ist einfach ein Algorithmus, der für Synchronisationszwecke weit verbreitet ist. EIN NTP-Server wird ein Zeitsignal von einer genauen Quelle (normalerweise eine Atomuhr) empfangen und die NTP-Software verteilt es dann auf alle Geräte in einem Netzwerk (in diesem Fall die Ampeln).

Die NTP-Server überprüft ständig die Zeit auf jedem Gerät und stellt sicher, dass sie dem Zeitsignal entspricht, wodurch sichergestellt wird, dass alle Geräte (Verkehrsampeln) perfekt synchronisiert sind, so dass das gesamte Ampelsystem als einzelnes, flexibles Verkehrsmanagementsystem statt einzelner zufälliger Lichter verwaltet werden kann .

Synchronization kennen wir jeden Tag in unserem Leben. Von der Autobahn hinunter zur überfüllten Straße gehen; Wir passen unser Verhalten automatisch an, um uns mit denen in unserer Umgebung zu synchronisieren. Wir fahren in die gleiche Richtung oder gehen die gleichen Durchfahrtsstraßen wie andere Pendler, da dies unsere Fahrt viel schwieriger (und gefährlich) machen würde.

Wenn es um Timing geht, ist Synchronisation noch wichtiger. Selbst in unseren täglichen Geschäften erwarten wir eine angemessene Synchronisation von Menschen. Wenn ein Meeting bei 10am beginnt, erwarten wir, dass alle innerhalb weniger Minuten da sind.

Wenn es jedoch um Computertransaktionen über ein Netzwerk geht, wird die Genauigkeit der Synchronisation noch wichtiger, wenn die Genauigkeit auf wenige Sekunden zu gering ist und eine Synchronisation auf Millisekunden erforderlich wird.

Computer verwenden Zeit für jede Transaktion und jeden Prozess, den sie tun, und Sie müssen nur an den Aufruhr denken, der durch den Millennium-Bug verursacht wurde, um die Wichtigkeit des Computers rechtzeitig zu schätzen. Wenn es nicht genau genug Synchronisation gibt, können alle Arten von Fehlern und Problemen auftreten, insbesondere bei zeitkritischen Transaktionen.

Es sind nicht nur Transaktionen, die ohne angemessene Synchronisierung fehlschlagen können, sondern auch Zeitstempel in Computerprotokolldateien. Wenn also etwas schief geht oder ein böswilliger Benutzer eingedrungen ist (was ohne angemessene Synchronisierung sehr einfach ist), kann es sehr lange dauern was schief gelaufen ist und noch länger, um die Probleme zu beheben.

Ein Mangel an Synchronisation kann auch andere Auswirkungen haben, wie beispielsweise Datenverlust oder fehlgeschlagene Datenwiederherstellung, und kann ein Unternehmen auch in einem möglichen Rechtsstreit wehrlos machen, da ein schlechtes oder unsynchronisiertes Netzwerk unmöglich zu auditieren ist.

Die Millisekunden-Synchronisation ist jedoch nicht das Problem, das viele Administratoren annehmen. Viele entscheiden sich dafür, viele Online-Zeitserver zu nutzen, die im Internet verfügbar sind, aber dabei können sie mehr Probleme erzeugen, als sie lösen können, wie den UDP-Port in der Firewall offen lassen zu lassen (um die Timing-Informationen durchzulassen). zu erwähnen kein garantiertes Maß an Genauigkeit von der öffentlicher Zeitserver.

Eine bessere und einfachere Lösung ist die Verwendung eines dedizierten Netzwerk-Zeitserver das verwendet das Protokoll NTP (Netzwerkzeitprotokoll) EIN NTP Zeitserver Es wird direkt in ein Netzwerk gesteckt und nutzt GPS (Global Positioning System) oder spezielle Funkübertragungen, um die Zeit direkt von einer Atomuhr zu empfangen und im Netzwerk zu verteilen.

KOORDINIERTE WELTZEIT (Coordinated Universal Time) ist der globale Zeitmaßstab der Welt und ersetzte den alten Zeitstandard GMT (Greenwich Meantime) in den 1970's.

Während GMT auf der Bewegung der Sonne basierte, basiert UTC auf der Zeit, die von erzählt wird Atomuhren obwohl es durch die Hinzufügung von "Leap Seconds", die die Verlangsamung der Erdrotation kompensieren, so dass es sowohl UTC als auch GMT nebeneinander laufen lässt (GMT wird oft fälschlicherweise als UTC bezeichnet) gehalten wird, obwohl es keine tatsächliche Unterschied ist es nicht wirklich wichtig).

Bei der Datenverarbeitung ermöglicht UTC Computernetzen auf der ganzen Welt, sich gleichzeitig zu synchronisieren, wodurch zeitkritische Transaktionen aus der ganzen Welt möglich werden. Die meisten Computernetzwerke verwendet dediziert Netzwerk-Zeitserver um mit einer UTC-Zeitquelle zu synchronisieren. Diese Geräte verwenden das Protokoll NTP (Network Time Protocol), um die Zeit über die Netzwerke zu verteilen und kontinuierlich zu überprüfen, ob es eine Drift gibt.

Das einzige Dilemma bei der Verwendung eines dedizierten NTP Zeitserver wählt aus, woher die Zeitquelle kommt, die den Typ von bestimmen wird NTP-Server du benötigst. Es gibt wirklich drei Orte, an denen eine Quelle von UTC-Zeit leicht lokalisiert werden kann.

Das erste ist das Internet. Bei der Verwendung einer Internet-Zeitquelle wie time.nist.gov oder time.windows.com ist eine dedizierte NTP-Server ist nicht unbedingt erforderlich, da auf den meisten Betriebssystemen bereits eine Version von NTP installiert ist (in Windows doppelklicken Sie einfach auf das Uhrsymbol, um die Internet-Zeitoptionen anzuzeigen).

*Beachten Sie, dass Microsoft, Novell und andere dringend davon abraten, Internetzeitquellen zu verwenden, wenn Sicherheit ein Problem darstellt. Internetzeitquellen können nicht von NTP authentifiziert werden und befinden sich außerhalb der Firewall, was zu Sicherheitsbedrohungen führen kann.

Die zweite Methode besteht darin, a zu verwenden GPS NTP-Server; Diese Geräte verwenden das GPS-Signal (am häufigsten für die Satellitennavigation verwendet), bei dem es sich um einen Zeitcode handelt, der von einer Atomuhr (von Bord des Satelliten) erzeugt wird. Während dieses Signal überall auf dem Globus verfügbar ist, benötigt eine GPS-Antenne eine klare Sicht auf den Himmel, was der einzige Nachteil bei der Verwendung von GPS ist.

Alternativ dazu können in vielen Ländern nationale Physiklabore wie NIST in den USA und NPL Senden Sie in Großbritannien ein Zeitsignal von ihren Atomuhren. Diese Signale können mit einem referenzierten Funkgerät empfangen werden NTP-Server obwohl diese Signale begrenzt sind und anfällig für lokale Interferenz und Topographie sind.

Zeitsynchronisation ist oft ein viel unterschätzter Aspekt der Computerverwaltung. Im Allgemeinen ist die Zeitsynchronisation nur für Netzwerke oder für Computer wichtig, die zeitkritische Transaktionen über das Internet durchführen.

Die Zeitsynchronisation mit modernen Betriebssystemen wie Windows Vista, XP oder den verschiedenen Linux-Versionen ist relativ einfach, da die meisten das Zeitsynchronisationsprotokoll NTP (Network Time Protocol) oder zumindest eine vereinfachte Version (SNTP) enthalten.

NTP ist ein algorithmusbasiertes Programm und arbeitet mit einer einzelnen Zeitquelle, die im Netzwerk (oder einem einzelnen Computer) verteilt werden kann und ständig überprüft wird, um sicherzustellen, dass die Uhren des Netzwerks genau laufen.

Für Einzelcomputerbenutzer oder Netzwerke, bei denen Sicherheit und Präzision keine Hauptbedenken darstellen (obwohl für jedes Netzwerk die Sicherheit ein Hauptproblem sein sollte), besteht die einfachste Methode zur Synchronisierung eines Computers in der Verwendung eines Internetzeitstandards.

Mit einem Windows-Betriebssystem kann dies leicht auf einem einzelnen Computer durchgeführt werden, indem Sie auf das Uhrensymbol doppelklicken und dann die Internetzeit-Registerkarte konfigurieren. Es muss jedoch darauf hingewiesen werden, dass bei der Verwendung einer internetbasierten Zeitquelle wie nist.gov oder windows.time ein Port in der Firewall offen gelassen werden muss, der von böswilligen Benutzern genutzt werden könnte.

Für Netzwerkbenutzer und diejenigen, die keine Sicherheitslücken in ihrer Firewall hinterlassen wollen, ist die am besten geeignete Lösung die Verwendung eines dedizierten Netzwerk-Zeitserver. Die meisten dieser Geräte verwenden auch das Protokoll NTP, aber da sie eine Zeitreferenz außerhalb des Netzwerks erhalten (normalerweise über GPS oder Langwellenfunk), lassen sie keine Sicherheitslücken in der Firewall.

Diese NTP-Server Geräte sind auch viel zuverlässiger und genauer als Internet Zeitquellen, da sie direkt mit dem Signal von einem kommunizieren Atomuhr anstatt mehrere Ebenen (in NTP-Termini als Schichten bezeichnet) vom Referenztakt zu verwenden, wie es bei den meisten Internetzeitquellen der Fall ist.

Das GPS-Netzwerk (Global Positioning System) wird allgemein als Satellitennavigationssystem bezeichnet. Es überträgt jedoch tatsächlich ein ultrapräzises Zeitsignal von einer Bordatomuhr.

Gegenwärtig gibt es nur ein globales Navigationssatellitensystem (GNSS), das NAVSTAR GPS, das seit den späten 1980s für zivile Zwecke geöffnet ist.

Am häufigsten, die GPS-System Es soll Navigationsinformationen liefern, die es Fahrern, Seglern und Piloten ermöglichen, ihre Position irgendwo auf der Welt zu bestimmen.

Tatsächlich ist die einzige Information, die von einem GPS-Satelliten gesendet wird, die Zeit, die von der internen Atomuhr der Satelliten erzeugt wird. Dieses Zeitsignal ist so genau, dass ein GPS-Empfänger das Signal von drei Satelliten verwenden und die Position auf wenige Meter genau bestimmen kann, indem es auswertet, wie lange jedes präzise Signal benötigt.

Derzeit a GPS NTP-Server kann diese Timing-Information verwenden, um ganze Computernetzwerke zu synchronisieren, um eine Genauigkeit innerhalb weniger Millisekunden bereitzustellen.

Die Europäische Union arbeitet jedoch derzeit an dem europäischen Globalen Satellitennavigationssystem Galileo, das mit dem GPS-Netzwerk konkurrieren wird, indem es seine eigenen Timing- und Positionierungsinformationen bereitstellt.

Galileo ist jedoch so konzipiert, dass es mit GPS interoperabel ist, was ein aktuelles GPS bedeutet NTP-Server kann beide Signale empfangen, obwohl möglicherweise einige Softwareeinstellungen vorgenommen werden müssen.

Diese Interoperabilität wird zu höherer Genauigkeit führen und die Radio- und Fernsehübertragungen in den Mitgliedstaaten zeit- und zeitaufwendig machen, da sie nicht in der Lage sein werden, eine vergleichbare Genauigkeit zu erzielen.

Darüber hinaus planen Russland, China und Indien derzeit eigene GNSS-Systeme, die noch mehr Genauigkeit bieten können. GPS hat die Funktionsweise der Welt bereits revolutioniert, indem es nicht nur eine präzise Positionierung ermöglicht, sondern auch den gesamten Globus auf die gleiche Zeitskala synchronisiert GPS NTP-Server. Es wird erwartet, dass noch mehr Fortschritte in der Technologie entstehen werden, sobald die nächste Generation von GNSS mit ihren Übertragungen beginnt.

Ist eine Atomuhr radioaktiv?

An Atomuhr hält die Zeit besser als jede andere Uhr. Sie halten sogar die Zeit besser als die Rotation der Erde und die Bewegung der Sterne. Ohne die Atomuhr wäre eine GPS-Navigation unmöglich, das Internet würde nicht synchronisiert und die Position der Planeten wäre nicht genau genug bekannt, um Raumsonden und Lander zu starten und zu überwachen.

Eine Atomuhr ist nicht radioaktiv, sie beruht nicht auf Atomzerfall. Vielmehr hat eine Atomuhr genau wie gewöhnliche Uhren eine oszillierende Masse und eine Feder.

Der große Unterschied zwischen einer Standarduhr in Ihrem Haus und einer Atomuhr besteht darin, dass die Oszillation in einer Atomuhr zwischen dem Kern eines Atoms und den umgebenden Elektronen liegt. Diese Oszillation ist nicht genau eine Parallele zu Unruh und Spirale einer Uhr, aber Tatsache ist, dass beide Oszillationen nutzen, um die verstreichende Zeit im Auge zu behalten. Die Schwingungsfrequenzen innerhalb des Atoms werden durch die Masse des Kerns und die Schwerkraft und die elektrostatische "Feder" zwischen der positiven Ladung auf dem Kern und der ihn umgebenden Elektronenwolke bestimmt.

Was sind die Arten der Atomuhr?

Heute, obwohl es verschiedene Arten von Atomuhren gibt, bleibt das Prinzip hinter ihnen allen gleich. Der Hauptunterschied besteht in dem verwendeten Element und dem Mittel zum Erkennen, wann sich das Energieniveau ändert. Die verschiedenen Arten von Atomuhren umfassen:

Die Cäsium-Atomuhr verwendet einen Strahl von Cäsiumatomen. Die Uhr trennt Cäsiumatome verschiedener Energieniveaus durch ein Magnetfeld.

Die Wasserstoffatomuhr hält Wasserstoffatome in einem Behälter mit Wänden aus einem speziellen Material auf dem erforderlichen Energieniveau, so dass die Atome nicht zu schnell ihren höheren Energiezustand verlieren.

Die Rubidium-Atomuhr, die einfachste und kompakteste von allen, verwendet eine Rubidiumgas-Glaszelle, die ihre Lichtabsorption auf der optischen Rubidiumfrequenz ändert, wenn die umgebende Mikrowellenfrequenz genau richtig ist.

Die genaueste kommerzielle Atomuhr, die heute verfügbar ist, verwendet das Cäsiumatom und die normalen Magnetfelder und Detektoren. Zusätzlich werden die Cäsiumatome daran gehindert, durch Laserstrahlen hin und her zu zappen, wodurch kleine Frequenzänderungen aufgrund des Doppler-Effekts reduziert werden.

Wann wurde die Atomuhr erfunden? Atomuhr

In 1945 schlug der Physikprofessor der Columbia Universität, Isidor Rabi, vor, dass eine Uhr aus einer Technik hergestellt werden könnte, die er in den 1930s namens Atomstrahl-Magnetresonanz entwickelte. Von 1949, dem National Bureau of Standards (NBS, jetzt das National Institute of Standards and Technology, NIST) kündigte die weltweit erste Atomuhr an, bei der das Ammoniakmolekül als Quelle der Vibrationen diente, und von 1952 wurde die erste Atomuhr angekündigt, die Cäsiumatome als Schwingungsquelle, NBS-1, verwendet.

In 1955, dem Nationalen Physikalischen Labor (NPL) In England wurde die erste Cäsium-Atomuhr als Kalibrierungsquelle gebaut. Im Laufe des nächsten Jahrzehnts wurden fortschrittlichere Formen der Atomuhren geschaffen. In 1967 definierte die 13th Generalkonferenz für Gewichte und Maße die SI-Sekunde auf der Grundlage von Schwingungen des Cäsiumatoms; das Zeitmesssystem der Welt hatte zu diesem Zeitpunkt keine astronomische Basis mehr! NBS-4, die stabilste Cäsium-Atomuhr der Welt, wurde in 1968 fertiggestellt und wurde als Teil des NPL-Zeitsystems in die 1990s integriert.

In 1999 begann NPL-F1 mit einer Unbestimmtheit von 1.7-Teilen in 10 bis zur 15th-Leistung oder einer Genauigkeit von etwa einer Sekunde in 20 Millionen Jahren, was es zur genauesten Atomuhr aller Zeiten macht (eine Unterscheidung mit einem ähnlichen Standard in Paris).

Wie wird die Atomuhrzeit gemessen?

Die korrekte Frequenz für die jeweilige Cäsiumresonanz wird nun durch internationale Vereinbarung als 9,192,631,770 Hz definiert, so dass, wenn sie durch diese Zahl geteilt wird, die Ausgabe genau 1 Hz oder 1-Zyklus pro Sekunde ist.

Die durch die moderne Cäsium-Atomuhr (die gebräuchlichste Art) erreichbare Langzeitgenauigkeit ist besser als eine Sekunde pro eine Million Jahre. Die Wasserstoffatomuhr zeigt eine bessere Kurzzeitgenauigkeit (eine Woche), ungefähr 10 mal die Genauigkeit einer Cäsiumatomuhr. Daher hat die Atomuhr die Genauigkeit der Zeitmessung um etwa eine Million Mal im Vergleich zu den mit astronomischen Methoden durchgeführten Messungen erhöht.

Synchonisierung zu einer Atomuhr

Der einfachste Weg zur Synchronisation mit einer Atomuhr ist die Verwendung von dedizierter NTP-Server. Diese Geräte empfangen entweder das GPS ataomic Taktsignal oder Radiowellen von Orten wie NIST oder NPL.

MSF Atomuhrempfänger

Das steuernde Funksignal für die National Physical LaboratoryDie Atomuhr wird auf dem MSF 60kHz-Signal über den Sender bei CumbriaAnthorn, betrieben von British Telecom, übertragen. Dieses Funkatomuhrzeitsignal sollte eine Reichweite von einigen 1,500 km oder 937.5 Meilen haben. Alle britischen Inseln sind natürlich in diesem Umkreis.
Die Aufgabe des National Physical Laboratory als Bewahrer der nationalen Zeitstandards besteht darin, sicherzustellen, dass die britische Zeitskala mit der koordinierten Weltzeit (UTC) übereinstimmt und diese Zeit im gesamten Vereinigten Königreich verfügbar ist. Als ein Beispiel liefert die MSF- (MSF ist das dreibuchstabige Rufzeichen zum Identifizieren der Quelle des Signals) Radiosendung das Zeitsignal für den elektronischen Aktienhandel, die Uhren an den meisten Bahnhöfen und für die BT-Sprechuhr.

DCF Atomuhr Empfänger

Das steuernde Funksignal für die deutsche Uhr wird über die Langwelle vom DCF 77kHz-Sender in Mainflinger bei Dieburg, einige 25 km südöstlich von Frankfurt - dem Sender der deutschen Zeitnorm - übertragen. Es ist im Betrieb ähnlich dem Cumbria-Sender, jedoch gibt es zwei Antennen (Funkmasten), so dass das Funkatomuhrzeitsignal jederzeit aufrechterhalten werden kann.

Die Langwelle ist die bevorzugte Funkfrequenz für die Übertragung von binären Signalen im Funkatom-Zeitcode, da sie am stabilsten im stabilen unteren Teil der Ionosphäre funktioniert. Dies liegt daran, dass das Langwellensignal, das den Zeitcode zu Ihrer Uhr trägt, auf zwei Arten übertragen wird; direkt und indirekt. Zwischen 700 km (437.5 Meilen) bis 900 km (562.5 Meilen) jedes Senders kann die Trägerwelle direkt zur Uhr reisen. Das Funksignal erreicht auch die Uhr durch Abprallen von der Unterseite der Ionosphäre. Während der Stunden des Tageslichts ist ein Teil der Ionosphäre, die "D-Schicht" genannt wird, in einer Höhe von einigen 70 km (43.75 Meilen) dafür verantwortlich, das Langwellenfunksignal zu reflektieren. In den Stunden der Dunkelheit, wenn die Sonnenstrahlung nicht von außerhalb der Atmosphäre kommt, steigt diese Schicht auf eine Höhe von einigen 90 km (56.25 Meilen) und wird dabei zur "E-Schicht". Einfache Trigonometrie wird zeigen, dass die so reflektierten Signale weiter wandern.

Ein großer Teil des Gebietes der Europäischen Union wird von diesem Sender abgedeckt, der den Empfang für diejenigen, die in Europa weit reisen, erleichtert. Die deutsche Uhr steht auf Mitteleuropäische Zeit - eine Stunde vor der britischen Zeit, nach einer zwischenstaatlichen Entscheidung, von der 22nd Oktober, 1995, UK Zeit wird immer 1 Stunde weniger als European Time mit dem voranschreitenden Großbritannien und dem Festland Europa sein und verzögernde Uhren zur gleichen "Zeit".

WVVB atomares Clock Empfänger

Ein Funkatomuhrensystem ist in Nordamerika verfügbar und wird von NIST - das Nationale Institut für Standards und Technologie mit Sitz in Fort Collins, Colorado.

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 verleiht den Funkwellen von MSF eine Menge Bounce und diese einzelne Station kann daher die gesamten kontinentalen Vereinigten Staaten sowie einen Großteil von Kanada und Zentralamerika abdecken.

Die Radioatomuhr 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 übertragen, aber jede Sekunde wird es für einen Zeitraum von 0.2-, 0.5- oder 0.8-Sekunden deutlich reduziert:

• 0.2 Sekunden reduzierter Leistung bedeutet eine binäre Null • 0.5 Sekunden reduzierter 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 Radioatomuhrantenne und einen Empfänger enthalten, um die Information in dem Signal zu decodieren und die Atomuhrzeit genau einzustellen. Alles, was Sie tun müssen, ist die Zeitzone einzustellen, und die Atomuhr zeigt die korrekte Zeit an.

NTP ist auf eine Referenzuhr und alle Uhren auf der NTP-Netzwerk sind auf diese Zeit synchronisiert. Es ist daher unerlässlich, dass der Referenztakt so genau wie möglich ist. Die genauesten Zeitmesser sind Atomuhren. Diese großen Physik-Laborgeräte können über Millionen von Jahren genaue Zeit behalten, ohne eine Sekunde zu verlieren.

An NTP-Server Die Zeit wird von einer Atomuhr entweder über das Internet, das GPS-Netzwerk oder Funkübertragungen empfangen. Bei der Verwendung einer Atomuhr als Referenz wird ein NTP-Netzwerk innerhalb weniger Millisekunden der globalen Zeitskala der Welt genau sein UTC (Abgestimmte Weltzeit).

NTP ist ein hierarchisches System. Je näher ein Gerät an der Referenzuhr ist, desto höher ist es auf der NTP-Schicht. Ein Atomuhr-Referenztakt ist ein Stratum 0-Gerät und ein NTP-Server Die Zeit, die von ihr empfangen wird, ist ein Stratum 1-Gerät, Clients des NTP-Servers sind Stratum 2-Geräte und so weiter.

Aufgrund dieses hierarchischen Systems können Geräte, die sich in den Schichten unten befinden, auch als eine Referenz verwendet werden, die es ermöglicht, dass große Netzwerke arbeiten, während sie mit nur einem verbunden sind NTP Zeitserver.

NTP ist ein Protokoll, das fehlertolerant ist. NTP achtet auf Fehler und kann mehrere Zeitquellen verarbeiten, und das Protokoll wählt automatisch die besten aus. Selbst wenn eine Referenzuhr vorübergehend nicht verfügbar ist, kann NTP vergangene Messungen verwenden, um die aktuelle Zeit zu schätzen.

Herauszufinden, was die Zeit ist, ist etwas, das wir alle für selbstverständlich halten. Clocks sind überall und ein Blick auf eine Armbanduhr, Uhrturm, Computerbildschirm oder sogar eine Mikrowelle wird uns sagen, wie spät es ist. Die Zeit zu sagen war jedoch nicht immer so einfach.

Uhren kamen erst im Mittelalter an und ihre Genauigkeit war unglaublich schlecht. Wahre Zeitgenauigkeitsgenauigkeit kam erst nach der Ankunft der elektronischen Uhr im neunzehnten Jahrhundert. Viele der modernen Technologien und Anwendungen, die wir in der modernen Welt für selbstverständlich halten, wie Satellitennavigation, Flugsicherung und Internethandel, erfordern jedoch eine Präzision und Genauigkeit, die weit über einer elektronischen Uhr liegt.

Atomuhren sind bei weitem die genauesten Zeitangaben Geräte. Sie sind so genau, dass die globale Zeitskala der Welt darauf basiert (Coordinated Universal Time) muss gelegentlich angepasst werden, um die Verlangsamung der Erdrotation zu berücksichtigen. Diese Anpassungen haben die Form zusätzlicher Sekunden, die als Schaltsekunden bekannt sind.

Die Genauigkeit der Atomuhren ist so präzise, ​​dass nicht einmal eine Sekunde der Zeit in über einer Million Jahren verloren geht, während eine elektronische Uhr im Vergleich eine Sekunde in einer Woche verliert.

Aber ist diese Genauigkeit wirklich notwendig? Wenn man sich Technologien wie die globale Positionierung ansieht, lautet die Antwort ja. Satellitennavigationssysteme wie GPS arbeiten durch Triangulation von Zeitsignalen, die von Atomuhren an Bord der Satelliten erzeugt werden. Da diese Signale mit Lichtgeschwindigkeit übertragen werden, bewegen sie sich jede Sekunde um fast 100,000 km. Jede Ungenauigkeit der Uhr um eine Tausendstelsekunde könnte die Positionierungsinformationen um Meilen weit anzeigen.

Computernetzwerke, die weltweit miteinander kommunizieren müssen, müssen sicherstellen, dass sie nicht nur zeitgenau laufen, sondern auch miteinander synchronisiert sind. Alle Transaktionen, die in Netzwerken ohne Synchronisierung ausgeführt werden, können zu allen möglichen Fehlern führen.

Fort seinen Grund Computernetzwerke verwenden NTP (Netzwerkzeitprotokoll) und Netzwerk-Zeitserver oft als ein bezeichnet NTP-Server. Diese Geräte empfangen ein Zeitsignal von einer Atomuhr und verteilen es in einem Netzwerk, wobei sichergestellt wird, dass ein Netzwerk so genau und präzise wie möglich ist.