Alle PCs und Netzwerkgeräte verwenden Uhren, um eine interne Systemzeit aufrechtzuerhalten. Diese Uhren, die als Echtzeituhrchips (RTC) bezeichnet werden, liefern Zeit- und Datumsinformationen. Sie sind batteriegepuffert, so dass sie auch bei Stromausfällen Zeit halten können. Jedoch sind Personalcomputer nicht so konzipiert, dass sie perfekte Uhren sind - ihr Design wurde für eine Massenproduktion optimiert und kostengünstig, anstatt eine genaue Zeit aufrechtzuerhalten.

Diese internen Uhren neigen zu Drift, und obwohl dies für viele Anwendungen für einige Anwendungen durchaus angemessen sein kann, geraten jedoch Maschinen in einem Netzwerk, die mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten treiben, nicht mehr synchron miteinander und Probleme können auftreten, insbesondere bei zeitsensitiven Systemen. Transaktionen.

NTP-Server (Network Time Protocol) verwenden eine einzelne Zeitreferenz, um alle Computer im Netzwerk mit einer Zeitreferenz zu synchronisieren. Diese Zeitreferenz kann entweder relativ (eine interne Uhr eines Computers oder die Zeit auf einer Armbanduhr) oder absolut wie eine UTC-Uhr (Universal Coordinated Time) wie eine Atomuhr sein, die so genau wie möglich ist.

Für einige Anwendungen eine relative Zeitquelle ist ausreichend, aber in vielen Umgebungen, wie Fluggesellschaften und der Börse ist es wichtig, für die Zeit absolut zu sein. Stellen Sie sich einen Sitz im Flugzeug zu kaufen nur am Flughafen gesagt werden, dass das Ticket zweimal verkauft wurde, weil sie danach auf einem Computer gekauft wurde, die einen langsameren Takt hatte!

Atomuhren sind die absolute Zeitmessung Geräte. Sie arbeiten nach dem Prinzip, dass das Atom, Cäsium-133, eine genaue Anzahl von Zyklen der Strahlung hat jede zweite (9,192,631,770). Dies hat sich so genau das Internationale Einheitensystem (SI) hat nun die zweite als die Dauer der 9,192,631,770 Zyklen der Strahlung des Cäsium-133 Atom und die Entwicklung von UTC (Coordinated Universal Time) definiert bedeutet jetzt Computern auf der ganzen workld können auf die gleiche Zeit synchronisiert werden.

Atomuhren sind jedoch extrem teuer und sind in der Regel nur in großtechnischen Laboratorien zu finden. NTP-Server können jedoch Netzwerke mit einer Atomuhr synchronisieren, indem entweder das Global Positioning System (GPS) -Netzwerk oder spezialisierte Funkübertragungen (MTF in Großbritannien) verwendet werden. Es muss darauf hingewiesen werden, dass Microsoft und andere dringend empfehlen, externes Timing anstelle von Internet zu verwenden, da diese nicht authentifiziert werden können. Es sind spezialisierte NTP-Server verfügbar, die die Zeit in Netzwerken mit dem MSF- (oder gleichwertigen) oder GPS-Zeitserversignal synchronisieren können.

GPS ist eine ideale Zeit- und Frequenzquelle, da es überall auf der Welt mit relativ billigen Komponenten sehr genaue Zeit liefern kann. Jeder GPS-Satellit überträgt in zwei Frequenzen L2 für die militärische Nutzung und L1 für die Verwendung durch Zivilisten, die mit 1575 MHz übertragen werden, kostengünstige GPS-Antennen und Empfänger sind jetzt weit verbreitet.

Das Funksignal von dem Satelliten übertragen wird, kann durch die Fenster passieren, kann aber durch Gebäude blockiert werden, so der ideale Ort für eine GPS-Antenne auf einem Dach mit einer guten Sicht auf den Himmel ist. Je mehr Satelliten kann es aus, desto besser das Signal empfangen. Allerdings Dachantennen können Blitzeinschläge oder andere Spannung anfällig Stöße so wird ein Suppressor sehr inline auf dem GPS-Kabel installiert wird empfohlen wird.

Das Kabel zwischen der GPS-Antenne und Empfänger ist ebenfalls kritisch. Die maximale Distanz, die ein Kabel laufen kann, ist normalerweise nur 20 30-Meter, aber eine hohe Qualität Koaxialkabel mit einem GPS-Verstärker kombiniert in-line angeordnet, um die Verstärkung der Antenne steigern kann über Läufe 100 Meter Kabel ermöglichen.

Es gibt auch eine Anzahl von nationalen Zeit- und Frequenzfunkübertragungen, die verwendet werden können, um einen NTP-Server zu synchronisieren. In Großbritannien wird das Signal (genannt MSF) durch das in Cumbria National Physics Laboratory ausgestrahlt, die als die britischen nationale Zeitreferenz dient, gibt es auch ähnliche Systeme in Colorado, USA (WWVB) und in Frankfurt am Main, Deutschland (DCF-77).

Ein Funk basierend NTP-Server besteht üblicherweise aus einem Rack montierbaren Zeitserver und eine Antenne, die aus einem Ferritstab in einem Kunststoffgehäuse, die die Funk Zeit- und Frequenz-Broadcast empfängt. Es sollte immer horizontal in einem rechten Winkel in Richtung des Getriebes für eine optimale Signalstärke zu montieren. Die Daten werden in Pulse, 60 eine Sekunde gesendet. Diese Signale UTC-Zeit mit einer Genauigkeit von Mikrosekunden 100 sehen jedoch vor, hat das Funksignal eine endliche Reichweite und ist anfällig für Störungen.

Sowohl ein GPS-NTP-Server als auch ein MSF-Zeitserver können eine kostengünstige und effiziente Möglichkeit bieten, Computernetze mithilfe von NTP genau zu synchronisieren.

Dieser Beitrag wurde geschrieben von Richard N Williams

Richard Williams N ist ein technischer Autor und Spezialist für die NTP-Server und Zeitsynchronisation-Industrie. Richard Williams N auf Google+