Die Atomuhr und der NTP-Zeitserver
Geschrieben von Richard N Williams on Oktober 1st, 2008
Die meisten Leute haben davon gehört Atomuhren, ihre Genauigkeit und Präzision sind gut bekannt. Eine ato0mic-Uhr hat das Potenzial, Zeit für mehrere hundert Millionen Jahre zu behalten und keine Sekunde im Drift zu verlieren. Drift ist der Prozess, bei dem Uhren aufgrund von Ungenauigkeiten in den Mechanismen, die sie zum Funktionieren bringen, Zeit verlieren oder gewinnen.
Mechanische Uhren zum Beispiel gibt es seit Hunderten von Jahren, aber selbst die teuersten und ausgereiftesten werden mindestens eine Sekunde am Tag treiben. Während elektronische Uhren genauer sind, werden sie auch um eine Sekunde pro Woche abweichen.
Atomuhren haben keinen Vergleich, wenn es um Zeitmessung geht. Da eine Atomuhr auf der Oszillation eines Atoms (in den meisten Fällen des Cäsium 133 Atoms) basiert, das eine exakte und endliche Resonanz hat (Caesium ist 9,192,631,770 jede Sekunde), sind sie auf eine Milliardstel Sekunde (eine Nanosekunde) genau. .
Diese Art von Genauigkeit ist beispiellos und hat Technologien und Innovationen ermöglicht, die die Welt verändert haben. Satellitenkommunikation ist nur dank der Zeitmessung von Atomuhren möglich, ebenso die Satellitennavigation. Da die Lichtgeschwindigkeit (und damit die Radiowellen) über 300,000km pro Sekunde wandern, könnte eine Ungenauigkeit von einer Sekunde ein Navigationssystem Hunderttausende von Meilen entfernt sein.
Präzise Genauigkeit ist auch in vielen modernen Computeranwendungen essentiell. Globale Kommunikation, insbesondere Finanztransaktionen, müssen genau erfolgen. In der Wall Street oder der Londoner Börse kann eine Sekunde den Wert von Aktien sehen, die um Millionen steigen oder fallen. Online-Reservierung erfordert auch die Genauigkeit und die perfekte Synchronisation nur Atomuhren können sonst bieten Tickets könnten mehr als einmal verkauft werden und Geldautomaten könnte am Ende auszahlen Ihren Lohn zweimal, wenn Sie einen Geldautomaten mit einer langsamen Uhr gefunden.
Während dies für die unehrlichsten von uns wünschenswert erscheinen mag, braucht es nicht viel Phantasie, um zu verstehen, welche Probleme ein Mangel an Genauigkeit und Synchronisation verursachen könnte. Aus diesem Grund wurde eine internationale Zeitskala entwickelt, die auf der von Atomuhren bestimmten Zeit basiert.
UTC (Coordinated Universal Time) ist überall gleich und kann die Verlangsamung der Erdrotation durch Hinzufügen von Schaltsekunden erklären, um UTC mit GMT (Greenwich Meantime) in Einklang zu bringen. Alle Computernetzwerke, die an der globalen Kommunikation teilnehmen, müssen mit UTC synchronisiert werden. Da UTC auf der Zeit basiert, die von Atomuhren angegeben wird, ist es die genaueste Zeitskala, die möglich ist. Damit ein Computernetzwerk UTC empfangen und synchronisiert halten kann, benötigt es zunächst Zugriff auf eine Atomuhr. Diese sind teure und große Ausrüstungsgegenstände und sind im allgemeinen nur in großen physikalischen Laboratorien zu finden.
Glücklicherweise kann die Zeit, die von diesen Uhren erzählt wird, immer noch von a empfangen werden Netzwerk-Zeitserver durch die Verwendung von Zeit- und Frequenz-Langwellensendungen, die von nationalen Physiklaboren oder vom GPS (Global Positioning System) übertragen werden. NTP (Netzwerkzeitprotokoll) kann dann diese UTC-Zeit an das Netzwerk verteilen und das Zeitsignal verwenden, um alle Geräte im Netzwerk perfekt mit UTC synchronisiert zu halten.
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+
