Computernetzwerk-Synchronisation wird für viele Systemadministratoren oft als Kopfzerbrechen empfunden, aber es ist wichtig, dass die genaue Zeit eingehalten wird, damit ein Netzwerk sicher und zuverlässig bleibt. Wenn Sie kein genau synchronisiertes Netzwerk haben, kann dies zu Fehlern führen, wenn Sie mit zeitkritischen Transaktionen arbeiten.

Das Protokoll NTP (Network Time Protocol) ist der Industriestandard für die Zeitsynchronisation. NTP verteilt eine einzelne Zeitquelle an ein gesamtes Netzwerk, um sicherzustellen, dass alle Maschinen genau zur gleichen Zeit ausgeführt werden.

Einer der problematischsten Bereiche beim Synchronisieren eines Netzwerks ist die Auswahl der Zeitquelle. Wenn Sie Zeit damit verbringen, ein Netzwerk zu synchronisieren, dann müsste die Zeitquelle eine UTC sein (Coordinated Universal Time) da dies der globale Zeitrahmen ist, der von Computernetzen auf der ganzen Welt verwendet wird.

UTC ist natürlich über das Internet verfügbar, aber Internetzeitquellen sind nicht nur notorisch ungenau, sondern die Verwendung des Internets als Zeitquelle lässt das Computersystem für Sicherheitsbedrohungen offen, da die Quelle außerhalb der Firewall liegt.

Eine weitaus bessere und sicherere Methode ist die Verwendung eines dedizierten NTP Zeitserverdem „Vermischten Geschmack“. Seine NTP-Server sitzt in der Firewall und kann ein sicheres Zeitsignal von hochgenauen Quellen empfangen. Heutzutage wird das GPS-Netzwerk (Global Positioning System) am häufigsten verwendet, weil das GPS-System buchstäblich überall auf dem Planeten verfügbar ist. Leider erfordert es eine klare Sicht auf den Himmel, um sicherzustellen, dass die GPS NTP-Server kann den Satelliten "sehen".

Es gibt jedoch eine andere Alternative, nämlich die nationalen Zeit- und Frequenzübertragungen, die von mehreren nationalen Physiklaboren gesendet werden. Diese haben den Vorteil, dass sie als Langwellensignale in Innenräumen empfangen werden können. Es muss jedoch angemerkt werden, dass diese Signale nicht in jedem Land übertragen werden und die Reichweite begrenzt ist und anfällig für Störungen und geografische Merkmale ist.

Einige der wichtigsten übertragenen Sendungen sind bekannt als: Großbritanniens MSF Signal, Deutschlands DCF-77 und die USA WWVB.

Die Atomuhr ist der Höhepunkt der Besessenheit der Menschheit, genaue Zeit zu erzählen. Vor der Atomuhr und der Nanosekundengenauigkeit basierten sie auf den Himmelskörpern.

Aber dank der Entwicklung der Atomuhr wurde nun erkannt, dass selbst die Erde in ihrer Rotation nicht so genau ist wie die Zeit Atomuhr wie es einen Bruchteil einer Sekunde jeden Tag verliert oder gewinnt.

Wegen der Notwendigkeit, eine Zeitskala zu haben, die etwas auf der Erdumdrehung basiert (Astronomie und Landwirtschaft sind zwei Gründe), eine Zeitskala, die durch Atomuhren gehalten wird, aber für jede Verlangsamung (oder Beschleunigung) im Spin der Erde angepasst ist. Diese Zeitskala ist bekannt als UTC (Coordinated Universal Time), wie sie auf der ganzen Welt eingesetzt werden, um Handel und Handel gleichzeitig zu nutzen.

Computernetzwerke verwenden Netzwerk-Zeitserver um mit der UTC-Zeit zu synchronisieren. Viele Menschen bezeichnen diese Zeitserver als Atomuhren, aber das ist ungenau. Atomuhren sind extrem teure und hochempfindliche Geräte und nur in Universitäten oder nationalen Physiklaboren anzutreffen.

Zum Glück mögen nationale Physiklabors NIST (Nationales Institut für Standards und Zeit - USA) und NPL (National Physical Laboratory - UK) senden das Zeitsignal ihrer Atomuhren aus. Alternativ dazu ist das GPS-Netzwerk eine weitere gute Quelle für genaue Zeit, da jeder GPS-Satellit an Bord hat Atomuhr.

Die Netzwerk-Zeitserver empfängt die Zeit von einer Atomuhr und verteilt sie unter Verwendung eines Protokolls wie z NTP (Network Time Protocol) stellt sicher, dass das Computernetzwerk gleichzeitig synchronisiert ist.

weil Netzwerk-Zeitserver Durch Atomuhren gesteuert können sie unglaublich genaue Zeit behalten; keine Sekunde in Hunderten oder gar Tausenden von Jahren verlieren. Dies stellt sicher, dass das Computernetzwerk sowohl sicher als auch unempfindlich gegenüber Zeitfehlern ist, da alle Maschinen genau die gleiche Zeit haben.

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.

Network Time Protocol wurde entwickelt, um Computer synchronisiert zu halten. Alle Computer sind anfällig für Drift und genaue Timing ist für viele zeitkritische Anwendungen unerlässlich.

Eine Version von NTP ist auf den meisten Versionen von Windows installiert (obwohl eine abgespeckte Version namens SNTP - Simplified NTP - in älteren Versionen ist) und Linux, aber kann kostenlos von NTP.org heruntergeladen werden.

Beim Synchronisieren eines Netzwerks ist es vorzuziehen, einen dedizierten zu verwenden NTP-Server Das empfängt eine Timing-Quelle von einem Atomuhr entweder über spezielle Funkübertragungen oder die GPS-Netzwerk. Es sind jedoch viele Internetzeitverweise verfügbar, einige zuverlässiger als andere, obwohl zu beachten ist, dass internetbasierte Zeitquellen nicht mit NTP authentifiziert werden können, sodass Ihr Computer anfällig für Bedrohungen ist.

NTP ist hierarchisch und in Stratum angeordnet. Stratum 0 ist eine Timing-Referenz, während Stratum 1 ein Server ist, der mit einer Stratum 0-Timing-Quelle verbunden ist, und ein Stratum 2 ist ein Computer (oder Gerät), der an einen Stratum 1-Server angeschlossen ist.

Die Grundkonfiguration von NTP erfolgt mit der Datei /etc/ntp.conf, die Sie bearbeiten müssen und die IP-Adresse von Stratum 1 und Stratum 2 Servern. Hier ist ein Beispiel für eine grundlegende ntp.conf-Datei:

Server xxx.yyy.zzz.aaa bevorzugt (Zeitserveradresse wie time.windows.com)

123.123.1.0 Server

Server 122.123.1.0 Stratum 3

Driftdatei / etc / ntp / drift

Die grundlegendste ntp.conf-Datei listet 2-Server auf, einen, den sie auch synchronisieren möchte, und eine IP-Adresse für sich. Es ist ein guter Haushalt, mehr als einen Server als Referenz zu haben, falls einer ausfallen sollte.

Ein Server mit dem Präfix "prefer" wird für eine vertrauenswürdige Quelle verwendet, die sicherstellt, dass NTP diesen Server nach Möglichkeit immer verwendet. Die IP-Adresse wird bei Problemen verwendet, wenn NTP mit sich selbst synchronisieren wird. In der Drift-Datei erstellt NTP eine Aufzeichnung der Driftrate der Systemuhr und passt sie automatisch an.

NTP passt die Systemzeit nur langsam an. NTP erwartet mindestens zehn Informationspakete, bevor er der Zeitquelle vertraut. Um NTP zu testen, ändern Sie einfach Ihre Systemuhr um eine halbe Stunde am Ende des Tages und die Uhrzeit am Morgen sollte korrekt sein.

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).

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.

Die Zeit zu sagen ist nicht so geradlinig wie die meisten Leute denken. In der Tat die Frage: "Wie spät ist es?" ist eine Frage, die selbst die moderne Wissenschaft nicht beantworten kann. Die Zeit ist laut Einstein relativ; Es gibt Veränderungen für verschiedene Beobachter, die von Dingen wie Geschwindigkeit und Schwerkraft beeinflusst werden.

Selbst wenn wir alle auf dem gleichen Planeten leben und den Ablauf der Zeit auf ähnliche Weise erleben, kann es immer schwieriger werden, die Zeit zu bestimmen. Unsere ursprüngliche Methode, die Erdrotation zu verwenden, wurde seither als ungenau befunden, da die Schwerkraft des Mondes dazu führt, dass einige Tage länger als 24-Stunden und einige weniger kürzer sind. In der Tat, als die frühen Dinosaurier die Erde durchstreiften, war ein Tag nur 22 Stunden lang!

Während mechanische und elektronische Uhren uns eine gewisse Gradgenauigkeit gegeben haben, erforderten unsere modernen Technologien weit genauere Zeitmessungen. GPS, Internethandel und Flugsicherung sind nur drei Branchen, in denen Sekundenbruchteile unglaublich wichtig sind.

Wie behalten wir die Zeit im Auge? Die Verwendung der Erdumdrehung hat sich als unzuverlässig erwiesen, während elektrische Oszillatoren (Quarzuhren) und mechanische Uhren nur eine oder zwei Sekunden pro Tag genau sind. Leider kann für viele unserer Technologien eine zweite Ungenauigkeit viel zu lang sein. In der Satellitennavigation kann das Licht 300,000-km in etwas mehr als einer Sekunde zurücklegen, wodurch die durchschnittliche Navigationseinheit nutzlos wird, wenn eine Sekunde Ungenauigkeit vorhanden ist.

Die Lösung, um eine genaue Methode der Zeitmessung zu finden, war die Untersuchung der sehr kleinen Quantenmechanik. Quantenmechanik ist das Studium des Atoms und seiner Eigenschaften und wie sie interagieren. Es wurde entdeckt, dass Elektronen, die winzigen Teilchen, die Atome umkreisen, den Weg änderten, den sie umkreisten, und eine präzise Menge an Energie freisetzten, wenn sie dies tun.

Im Falle des Cäsiumatoms tritt dies fast neun Milliarden Mal pro Sekunde auf und diese Zahl ändert sich nie und kann daher als äußerst zuverlässige Methode zur Verfolgung der Zeit verwendet werden. Cäsiumatome werden in Atomuhren verwendet, und tatsächlich ist die Sekunde jetzt definiert als nur 9 Milliarden Zyklen der Strahlung des Cäsiumatoms.

Atomuhren sind die Grundlage für viele unserer Technologien. Die gesamte Weltwirtschaft vertraut auf sie mit der übermittelten Zeit NTP Zeitserver in Computernetzen oder durch GPS-Satelliten übertragen; sicherzustellen, dass die gesamte Welt die gleiche, genaue und stabile Zeit behält.

Eine offizielle globale Zeitskala, Coordinated Universal Time (UTC), wurde dank Atomuhren entwickelt, die es der ganzen Welt ermöglichen, die gleiche Zeit innerhalb weniger Tausendstelsekunden voneinander zu laufen.

A Zeit-Server ist ein übliches Bürowerkzeug, aber wozu dient es?

Wir sind alle daran gewöhnt, eine andere Zeit als der Rest der Welt zu haben. Wenn Amerika aufwacht, geht Honk Kong ins Bett, weshalb die Welt in Zeitzonen unterteilt ist. Selbst in derselben Zeitzone kann es immer noch Unterschiede geben. Auf dem europäischen Festland zum Beispiel sind die meisten Länder eine Stunde vor dem Vereinigten Königreich wegen der jahreszeitlichen Veränderungen in Großbritannien.

Wenn es jedoch um globale Kommunikation geht, kann es zu Problemen führen, wenn Sie weltweit unterschiedliche Zeiten haben, insbesondere wenn Sie zeitkritische Transaktionen wie den Kauf oder Verkauf von Aktien durchführen müssen.

Zu diesem Zweck wurde durch die frühen 1970's klar, dass eine globale Zeitskala benötigt wurde. Es wurde auf 1 Januar 1972 eingeführt und hieß UTC - Abgestimmte Weltzeit. UTC wird von der Atomuhr gehalten, basiert aber auf Greenwich Meantime (GMT - oft auch UT1 genannt), das selbst eine Zeitskala ist, die auf der Rotation der Erde basiert. Leider variiert die Erde in ihrer Drehung, so dass UTC dafür verantwortlich ist, dass sie ein oder zwei Mal pro Jahr eine Sekunde hinzufügt (Leap Second).

Viele Astrologen und andere Institutionen halten Schaltsekunden für erforderlich, um den Tag vor dem Abgleiten zu schützen. Andernfalls wäre es unmöglich, die Position der Sterne am Nachthimmel zu bestimmen.

UTC wird jetzt auf der ganzen Welt verwendet. Es ist nicht nur der offizielle globale Zeitrahmen, sondern wird von Hunderttausenden von Computernetzen auf der ganzen Welt genutzt.

Computernetzwerke verwenden ein Netzwerk-Zeitserver um alle Geräte in einem Netzwerk mit UTC zu synchronisieren. Die meisten Zeitserver verwenden das Protokoll NTP (Network Time Protocol), um Zeit zu verteilen.

NTP-Zeitserver erhalten die Zeit von Atomuhren entweder durch langwellige Funkübertragungen aus nationalen Physiklaboren oder aus dem GPS-Netzwerk (Global Positioning System). GPS-Satelliten tragen alle eine an Bord befindliche Atomuhr, die die Zeit zurück zur Erde strahlt. Während dieses Zeitsignal wegen der Genauigkeit der Übertragung streng genommen nicht UTC ist (es wird als GPS-Zeit bezeichnet), wird es leicht in UTC umgerechnet GPS NTP-Server.

Atomuhren werden weltweit für Tausende von Anwendungen eingesetzt. Von der Steuerung von Satelliten bis hin zur Synchronisierung eines Computernetzwerks mit einem NTP-ServerAtomuhren haben die Art und Weise verändert, wie wir die Zeit kontrollieren und steuern.

In Bezug auf die Genauigkeit ist eine Atomuhr unerreicht. Digitale Quarzuhren können die genaue Zeit für eine Woche behalten und nicht mehr als eine Sekunde verlieren, aber eine Atomuhr kann Millionen von Jahren Zeit behalten, ohne so stark zu driften.

Atomuhren arbeite nach dem Prinzip der Quantensprünge, einem Zweig der Quantenmechanik, der besagt, dass ein Elektron; ein negativ geladenes Teilchen, umkreist einen Kern eines Atoms (das Zentrum) in einer bestimmten Ebene oder Ebene. Wenn es in Form von elektromagnetischer Strahlung genügend Energie absorbiert oder freisetzt, wird das Elektron auf eine andere Ebene springen - der Quantensprung.

Durch Messen der Frequenz der elektromagnetischen Strahlung, die dem Übergang zwischen den zwei Niveaus entspricht, kann der Zeitverlauf aufgezeichnet werden. Cäsiumatome (Cäsium 133) sind für das Timing bevorzugt, da sie in jeder Sekunde 9,192,631,770-Strahlungszyklen haben. Da die Energieniveaus des Cäsiumatoms (die Quantenstandards) immer gleich sind und eine so hohe Zahl haben, ist die Cäsiumatomuhr unglaublich präzise.

Die häufigste Form der Atomuhr, die heutzutage in der Welt verwendet wird, ist der Caesium-Brunnen. Bei dieser Art von Uhr wird eine Atomwolke in eine Mikrowellenkammer projiziert und kann unter der Schwerkraft fallen. Laserstrahlen verlangsamen diese Atome und der Übergang zwischen den Energieniveaus des Atoms wird gemessen.

Die nächste Generation von Atomuhren wird entwickelt und verwendet Ionenfallen anstelle eines Springbrunnens. Ionen sind positiv geladene Atome, die von einem Magnetfeld gefangen werden können. Andere Elemente wie Strontium werden in diesen Takten der nächsten Generation verwendet, und es wird geschätzt, dass die potentielle Genauigkeit eines Strontiumionenfallen-Taktgebers 1000-mal so groß wie die der aktuellen Atomuhren sein könnte.

Atomuhren werden von allen möglichen Technologien benutzt; Satellitenkommunikation, das Global Positioning System und sogar der Internethandel sind auf Atomuhren angewiesen. Die meisten Computer synchronisieren sich indirekt mit einer Atomuhr, indem sie a verwenden NTP-Server. Diese Geräte erhalten die Zeit von einer Atomuhr und verteilen sie über ihre Netzwerke, wodurch auf allen Geräten eine präzise Zeit gewährleistet ist.

Atomuhren sind der Höhepunkt der Zeitmessung Geräte. Moderne Atomuhren können die Zeit so genau einhalten, dass sie in 100,000,000-Jahren (100 Millionen) nicht einmal eine Sekunde in der Zeit verlieren. Wegen dieser hohen Genauigkeit sind Atomuhren die Basis für den Zeitmaßstab der Welt.

Um globale Kommunikation und zeitkritische Transaktionen wie den Kauf von Stacks und Shares zu ermöglichen, wurde in 1972 eine globale Zeitskala entwickelt, die auf der Zeit von Atomuhren basiert. Diese Zeitskala, Coordinated Universal Time (UTC), wird von der Internationales Büro für Maße und Gewichte (BIPM), die eine Konstellation von über 230-Atomuhren von 65-Laboratorien auf der ganzen Welt verwenden, um hohe Genauigkeit zu gewährleisten.

Atomuhren basieren auf den fundamentalen Eigenschaften des Atoms, der sogenannten Quantenmechanik. Die Quantenmechanik legt nahe, dass ein Elektron (negativ geladenes Teilchen), das den Kern eines Atoms umkreist, auf verschiedenen Ebenen oder Orbit-Ebenen existieren kann, abhängig davon, ob sie die richtige Energiemenge absorbieren oder freisetzen. Sobald ein Elektron genug Energie absorbiert oder freigesetzt hat, kann es als Quantensprung bezeichnet werden.

Die Frequenz zwischen diesen beiden Energiezuständen dient dazu, die Zeit zu halten. Die meisten Atomuhren basieren auf dem Caesiumatom, das 9,192,631,770-Perioden der Strahlung hat, die dem Übergang zwischen den zwei Niveaus entsprechen. Aufgrund der Genauigkeit von Cäsium-Uhren betrachtet das BIPM nun eine Sekunde als 9,192,631,770-Zyklen des Cäsiumatoms.

Atomuhren werden in Tausenden von verschiedenen Anwendungen verwendet, in denen ein präzises Timing unerlässlich ist. Satellitenkommunikation, Flugsicherung, Internethandel und Allgemeinmediziner benötigen Atomuhren, um die Zeit zu behalten. Atomuhren können auch als eine Methode von verwendet werden Synchronisieren von Computernetzwerken.

Ein Computernetzwerk, das a NTP Zeitserver kann entweder eine Funkübertragung oder die von GPS-Satelliten (Global Positioning System) ausgestrahlten Signale als Zeitquelle verwenden. Das NTP-Programm (oder der Daemon) stellt dann sicher, dass alle Geräte in diesem Netzwerk mit der von der Atomuhr angegebenen Zeit synchronisiert werden.

Durch die Verwendung eines NTP-Server Synchronisiert mit einer Atomuhr kann ein Computernetzwerk die gleiche koordinierte Weltzeit wie andere Netzwerke ausführen, so dass zeitkritische Transaktionen von überall auf der Welt durchgeführt werden können.