Archief voor de categorie 'atomische klokken'

Een geschiedenis van atoomklokken

Vrijdag, januari 23rd, 2009

Procedure

U ontvangt een e-mail van STO Garant (info@sto-garant.nl) met informatie over het voldoen van de betaling voor uw boeking. Voor alle boekingen geldt dat het volledige boekingsbedrag voor aanvang van de boeking betaald dient te zijn aan de derdengeldenrekening. atoomklok is het hoogtepunt van het vermogen van de mensheid om tijd te bewaren die meerdere millennia heeft geduurd. Mensen zijn altijd al bezig geweest met het bijhouden van tijd sinds de vroege mens de regelmaat van de hemellichamen opmerkte.

De zon, maan, sterren en planeten werden al snel de basis voor ons tijdschema met perioden als jaren, maanden, dagen en uren, uitsluitend gebaseerd op de regulatie van de rotatie van de aarde.

Dit werkte duizenden jaren als een betrouwbare gids voor hoeveel tijd het verleden voorbij is, maar de laatste paar eeuwen zijn mensen op zoek gegaan naar nog betrouwbaardere methoden om de tijd bij te houden. Terwijl de zon en hemellichamen een affectieve manier waren, werkten zonnewijzers niet op bewolkte dagen en omdat de dagen en de nacht gedurende het jaar alleen tijdens de middag (toen de zon op zijn hoogste punt was) veranderden, kon redelijkerwijs worden vertrouwd.

De eerste uitstap naar een nauwkeurig uurwerk dat niet afhankelijk was van hemellichamen en niet een eenvoudige tijd was (zoals een kaarsafwijking of waterklok), maar eigenlijk de tijd vertelde gedurende een lange periode was de mechanische klok.

Deze eerste apparaten dateren al in de twaalfde eeuw en waren ruwe mechanismen die een berm- en foliotisch echappement (een versnelling en een hendel) gebruikten om de tikken van de klok te besturen. Na een paar eeuwen en talloze ontwerpen zette de mechanische klok zijn volgende stap voorwaarts met de slinger. De slinger gaf klokken hun eerste echte nauwkeurigheid omdat het met meer precisie de tikken van de klok controleerde.

Pas in de twintigste eeuw toen klokken het elektronische tijdperk binnengingen, werden ze echter echt nauwkeurig. De digitale en elektronische klok liet zijn tikken controleren door de oscillatie van een kwartskristal te gebruiken (de veranderde energietoestand wanneer er een stroom doorheen gaat) die zo nauwkeurig bleek dat zelden een seconde per week verloren ging.

De ontwikkeling van atoomklokken in de 1950's gebruikte de oscillatie van een enkel atoom dat 9 miljard tikken genereert een seconde en kan de precieze tijd voor miljoenen jaren behouden zonder een seconde te verliezen. Deze klokken vormen nu de basis van onze tijdschalen waarbij de hele wereld met hen gesynchroniseerd wordt NTP-servers, zorgen voor een volledig nauwkeurige en betrouwbare tijd.

De NTP-server en inzicht in tijdschalen

Maandag, januari 19th, 2009

Er zijn verschillende tijdschalen gebruikt over de hele wereld. Meest NTP-servers en andere netwerk tijdservers gebruik UTC als basisbron, er zijn echter andere:

Wanneer ons de tijd wordt gevraagd dat het zeer onwaarschijnlijk is, zouden we antwoorden met 'voor welke tijdschaal', maar er zijn verschillende tijdschalen gebruikt over de hele wereld en elk is gebaseerd op verschillende methoden om de tijd bij te houden.
GMT

Greenwich Mean Time (GMT) is de lokale tijd op de meridiaan van Greenwich op basis van de hypothetische gemiddelde zon. Omdat de baan van de aarde elliptisch is en de as is gekanteld, lijkt de werkelijke positie van de zon tegen de achtergrond van sterren iets voor of achter de verwachte positie. De geaccumuleerde timingfout varieert in de loop van het jaar op een soepel periodieke manier met tot 14 minuten traag in februari tot 16 minuten snel in november. Het gebruik van een hypothetische gemiddelde zon verwijdert dit effect. Voordat 1925-astronomen en navigators GMT gemeten van 's middags tot' s middags, startte de dag 12 uur later dan in het civiele gebruik dat ook vaak GMT werd genoemd. Om verwarring te voorkomen, besloten astronomen in 1925 om het referentiepunt te veranderen van 12.00 uur 's middags tot middernacht en een paar jaar later werd de term Universal Time (UT) voor de "nieuwe" GMT aangenomen. GMT blijft de wettelijke basis van de burgerlijke tijd voor het VK.

UT

Universele tijd (UT) is gemiddelde zonnetijd op de meridiaan van Greenwich met 0 h UT op gemiddelde middernacht en sinds 1925 GMT heeft vervangen voor wetenschappelijke doeleinden. Door de mid-1950s hadden astronomen veel bewijs van fluctuaties in de rotatie van de aarde en besloten om de UT in drie versies te verdelen. De tijd die rechtstreeks uit observaties is afgeleid, wordt UT0 genoemd, correcties toepassen op bewegingen van de aardas of polaire beweging geeft UT1, en het verwijderen van periodieke seizoensvariaties genereert UT2. De verschillen tussen UT0 en UT1 liggen in de orde van duizendsten van een seconde. Tegenwoordig wordt alleen UT1 nog steeds op grote schaal gebruikt omdat het een maat geeft voor de rotatie-oriëntatie van de aarde in de ruimte.


De wereldtijdstandaard
(GMT):

Hoewel TAI een continue, uniforme en precieze tijdsschaal biedt voor wetenschappelijke referentiedoeleinden, is deze niet geschikt voor dagelijks gebruik omdat deze niet in de pas loopt met de rotatiesnelheid van de aarde. Een tijdschaal die overeenkomt met de afwisseling van dag en nacht is veel nuttiger, en sinds 1972 verspreiden alle uitzendtijdservices tijdschalen op basis van Coordinated Universal Time (UTC). UTC is een atomische tijdschaal die in overeenstemming wordt gehouden met Universal Time. Sprong seconden zijn af en toe

Informatie met dank aan de National Physical Laboratory UK.

De synchronisatie van de NTP-server is gemakkelijk gemaakt

Vrijdag, januari 16th, 2009

Tijdsynchronisatie wordt vaak omschreven als een 'hoofdpijn' van netwerkbeheerders. Het houden van computers op een netwerk dat allemaal dezelfde tijd draait, wordt steeds belangrijker in moderne netwerkcommunicatie, vooral als een netwerk moet communiceren met een ander onafhankelijk werkend netwerk.

Om deze reden GMT (Coordinated Universal Time) is ontwikkeld om ervoor te zorgen dat alle netwerken dezelfde nauwkeurige tijdschaal hebben. UTC is gebaseerd op de tijd die wordt verteld door atoomklokken dus het is zeer nauwkeurig, verliest nooit zelfs maar een seconde. Netwerk tijdsynchronisatie is echter relatief eenvoudig dankzij het protocol NTP (Network Time Protocol).

UTC-tijdbronnen zijn op grote schaal beschikbaar met meer dan duizend online stratum 1-servers die beschikbaar zijn op internet. Het stratum-niveau beschrijft hoe ver weg a tijdserver is op een atoomklok (an atoomklok die UTC genereert, staat bekend als een stratum 0-apparaat). De meeste tijdservers die beschikbaar zijn op internet zijn in feite geen stratum 1-apparaten, maar stratum dat ze hun tijd krijgen van een apparaat dat op zijn beurt het UTC-tijdsignaal ontvangt.

Voor veel toepassingen kan dit voldoende nauwkeurig zijn, maar omdat deze timingbronnen op internet staan, is er heel weinig wat u kunt doen om zowel hun nauwkeurigheid als hun precisie te waarborgen. Zelfs als een internetbron in hoge mate accuraat is, kan de afstand weg die het kan veroorzaken vertragingen in het tijdsignaal veroorzaken.

Internettijdbronnen zijn ook onveilig omdat ze zich buiten de firewall bevinden en het netwerk dwingen open te blijven voor de tijdsverzoeken. Om deze reden nemen netwerkbeheerders serieus wat betreft tijdsynchronisatie om hun eigen externe stratum 1-server te gebruiken.

Deze apparaten, vaak a NTP-server, ontvangt een UTC-tijdbron van een vertrouwde en veilige bron zoals een GPS-satelliet en distribueert deze vervolgens over het netwerk. De NTP-server is veel veiliger dan een op internet gebaseerde tijdbron en is relatief goedkoop en uiterst nauwkeurig.

NTP-server met een netwerk (deel 2)

Donderdag, januari 8th, 2009

Strata organiseren

Stratumniveaus beschrijven de afstand tussen een apparaat en de referentieklok. Een atoomklok bijvoorbeeld in een natuurkundig laboratorium of een GPS-satelliet is een stratum 0-apparaat. EEN stratum 1 apparaat is een tijdserver die tijd ontvangt van een stratum 0-apparaat, dus elke toegewijde NTP-server is stratum 1. Apparaten die de tijd van de tijdserver ontvangen, zoals computers en routers, zijn stratum 2-apparaten.

NTP kan tot 16 stratum-niveaus ondersteunen en hoewel er een daling is in de nauwkeurigheid, hoe verder je weg gaat, stratum-niveaus zijn ontworpen om grote netwerken toe te staan ​​om allemaal een tijd van een enkele NTP-server te ontvangen zonder netwerkcongestie of een blokkering van de bandbreedte te veroorzaken .

Bij gebruik van een NTP-server het is belangrijk om het apparaat niet te overbelasten met tijdverzoeken, zodat het netwerk moet worden verdeeld met een select aantal machines dat verzoeken van de NTP-server (de NTP-serverfabrikant kan het aantal verzoeken dat het kan verwerken aanbevelen). Deze stratum 2-apparaten kunnen tien worden gebruikt als tijdreferenties voor andere apparaten (die stratum 3-apparaten worden) op zeer grote netwerken kunnen deze dan zelf als tijdreferenties worden gebruikt.

NTP-server met een netwerk (deel 1)

Dinsdag, januari 6th, 2009

NTP-servers zijn een vitale tool voor elk bedrijf dat wereldwijd en veilig moet communiceren. NTP-servers distribueren Coordinated Universal Time (UTC), de wereldwijde tijdschaal van de wereld op basis van de zeer nauwkeurige tijd die door atoomklokken wordt verteld.

NTP (Network Time Protocol) is het protocol dat wordt gebruikt om de UTC-tijd over een netwerk te verdelen en zorgt er tevens voor dat alle tijden accuraat en stabiel zijn. Er zijn echter veel valkuilen bij het opzetten van een NTP-netwerk, hier zijn de meest voorkomende:

De juiste tijdbron gebruiken

Het verkrijgen van de meest geschikte tijdsbron is van fundamenteel belang bij het opzetten van een NTP-netwerk. De tijdsbron zal worden verdeeld over alle machines en apparaten in een netwerk, dus het is van vitaal belang dat deze niet alleen nauwkeurig, maar ook stabiel en veilig is.

Veel systeembeheerders snijden hoeken met een tijdbron. Sommigen zullen beslissen om een ​​op internet gebaseerde tijdbron te gebruiken, hoewel deze niet veilig zijn omdat de firewall een opening vereist en ook veel internetbronnen zijn ofwel volledig onnauwkeurig of te ver weg om enige bruikbare precisie te veroorloven.

Er zijn twee zeer veilige methoden voor het ontvangen van een UTC-tijdbron. De eerste is om gebruik te maken van het GPS-netwerk dat UTC niet verzendt, maar GPS-tijd is gebaseerd op de internationale atoomtijd en is daarom gemakkelijk voor NTP om te zetten. GPS-tijdsignalen zijn ook overal ter wereld gemakkelijk beschikbaar.

De tweede methode is om de langegolfradiosignalen te gebruiken die door sommigen worden uitgezonden nationale fysieke laboratoria. Deze signalen zijn echter niet in elk land beschikbaar en hebben een eindig bereik en zijn gevoelig voor interferentie en lokale topografie.

Atomic Clock Synchronization met WWVB

Vrijdag, januari 2nd, 2009

Nauwkeurige tijd gebruik Atomic Klokken is beschikbaar in Noord-Amerika met behulp van de WWVB Atoomkloktijd signaal verzonden vanuit Fort Collins, Colorado; het biedt de mogelijkheid om de tijd op computers en andere elektrische apparatuur te synchroniseren.

Het Noord-Amerikaanse WWVB-signaal wordt beheerd door NIST - het National Institute of Standards and Technology. WWVB heeft een hoog zendvermogen (50,000 watt), een zeer efficiënte antenne en een extreem lage frequentie (60,000 Hz). Ter vergelijking, een typisch AM-radiostation zendt uit met een frequentie van 1,000,000 Hz. De combinatie van hoog vermogen en lage frequentie geeft de radiogolven van WWVB veel bounce, en dit enkele station kan daarom de hele continentale Verenigde Staten bestrijken, plus een groot deel van Canada en Midden-Amerika.

De tijdcodes worden verzonden vanaf WWVB met behulp van een van de eenvoudigste systemen die mogelijk is, en tegen een zeer lage gegevenssnelheid van één bit per seconde. Het 60,000 Hz-signaal wordt altijd verzonden, maar elke seconde wordt het aanzienlijk minder energie gedurende een periode van 0.2, 0.5 of 0.8 seconden: • 0.2 seconden met verlaagd vermogen betekent een binaire nulwaarde • 0.5 seconden met verminderd vermogen is een binaire nul. • 0.8 seconden met verminderd vermogen is een scheidingsteken. De tijdcode wordt verzonden in BCD (Binary Coded Decimal) en geeft minuten, uren, dag van het jaar en jaar aan, samen met informatie over zomertijd en schrikkeljaren.

De tijd wordt verzonden met behulp van 53-bits en 7-scheidingstekens en duurt daarom 60 seconden om te verzenden. Een klok of horloge kan een extreem kleine en relatief eenvoudige antenne en ontvanger bevatten om de informatie in het signaal te decoderen en de tijd van de klok nauwkeurig in te stellen. Het enige dat u hoeft te doen, is de tijdzone instellen en de atoomklok geeft de juiste tijd weer.

Toegewijd NTP tijdservers die zijn afgestemd om het WWVB-tijdsignaal te ontvangen zijn beschikbaar. Deze apparaten verbinden oa een computernetwerk zoals elke andere server, alleen deze ontvangen het timingsignaal en distribueren het naar andere machines op het netwerk met behulp van NTP (Network Time Protocol).

Fijne kerst van allemaal bij Galleon Systems

Donderdag, december 25th, 2008

Hier bij Galleon Systems, een van Europa's toonaangevende leveranciers van NTP-server systemen willen we al onze klanten, leveranciers en zelfs onze concurrenten een fijne kerst en een gelukkig nieuwjaar toewensen. We hopen dat 2009 een succesvol jaar is voor jullie allemaal.

Atomic Clock Synchronization met behulp van MSF

Woensdag, december 24th, 2008

Nauwkeurige tijd met Atomic Clocks is beschikbaar in Groot-Brittannië en delen van Noord-Europa met behulp van de MSF-atoomkloksignaal verzonden vanuit Cumbria, VK; het biedt de mogelijkheid om de tijd op computers en andere elektrische apparatuur te synchroniseren.

Het UK MSF-signaal wordt beheerd door NPL - het Nationaal Fysisch Laboratorium. MSF heeft een hoog zendvermogen (50,000 watt), een zeer efficiënte antenne en een extreem lage frequentie (60,000 Hz). Ter vergelijking, een typisch AM-radiostation zendt uit met een frequentie van 1,000,000 Hz. De combinatie van hoog vermogen en lage frequentie geeft de radiogolven van MSF veel veerkracht, en dit enkele station kan daarom het grootste deel van Groot-Brittannië en een deel van continentaal Europa bestrijken.

De tijdcodes worden verzonden vanuit MSF met behulp van een van de eenvoudigste systemen die mogelijk is en tegen een zeer lage gegevenssnelheid van één bit per seconde. Het 60,000 Hz-signaal wordt altijd verzonden, maar elke seconde wordt het aanzienlijk minder energie gedurende een periode van 0.2, 0.5 of 0.8 seconden: • 0.2 seconden met verlaagd vermogen betekent een binaire nulwaarde • 0.5 seconden met verminderd vermogen is een binaire nul. • 0.8 seconden met verminderd vermogen is een scheidingsteken. De tijdcode wordt verzonden in BCD (Binary Coded Decimal) en geeft minuten, uren, dag van het jaar en jaar aan, samen met informatie over zomertijd en schrikkeljaren.

De tijd wordt verzonden met behulp van 53-bits en 7-scheidingstekens en duurt daarom 60 seconden om te verzenden. Een klok of horloge kan een extreem kleine en relatief eenvoudige antenne en ontvanger bevatten om de informatie in het signaal te decoderen en de tijd van de klok nauwkeurig in te stellen. Het enige dat u hoeft te doen, is de tijdzone instellen en de atoomklok geeft de juiste tijd weer.

Toegewijd tijdservers die zijn afgestemd om het MSF-tijdsignaal te ontvangen, zijn beschikbaar. Deze apparaten verbinden oa een computernetwerk zoals elke andere server, alleen deze ontvangen het timingsignaal en distribueren het naar andere machines op het netwerk met behulp van NTP (Network Time Protocol).

Nieuwe waterdichte GPS-paddestoelantenne

Vrijdag, december 19th, 2008

De nieuwe GPS-antenne met paddestoel van Galleon Systems zorgt voor meer betrouwbaarheid bij het ontvangen GPS-timingsignalen voor NTP tijdservers.
De nieuwe Exactime 300 GPS Timing en Synchronisatie Receiver beschikt over waterdichte bescherming, anti-UV, anti-aciditeit en anti-alkaliteit eigenschappen om betrouwbare en continue communicatie met de GPS-netwerk.

De aantrekkelijke witte paddestoel is kleiner dan conventionele GPS-antennes en zit net 77.5mm of 3.05-inch in de hoogte en is gemakkelijk te monteren en te installeren dankzij de toevoeging van een volledige installatiehandleiding en cd-handleiding.

Hoewel een ideale eenheid voor een GPS NTP tijdserver deze industriestandaardantenne is ook ideaal voor alle GPS-ontvangstbehoeften, waaronder: zeescheepvaart, controle voertuig volgen en NTP synchronisatie
De belangrijkste kenmerken van de paddestoelantenne van Exactime 300 zijn:

• Ingebouwde patch-antenne • 12 parallelle volgkanalen • Snelle TTFF (tijd tot eerste fix) en laag stroomverbruik • Geïntegreerde Real-Time Clock en controle • parameters geheugen voor snelle satellietverwerving tijdens opstarten • Interferentiefilter voor belangrijke marifoonkanalen van zeestratenradar • WAAS voldoet aan EGNOS-ondersteuning • Perfecte statische drift voor zowel snelheid als koers • Magnetische declinatiecompensatie • Is beschermd tegen omgekeerde polariteitsspanning • Ondersteuning RS-232 of RS-422 interface, Ondersteuning 1 PPS output.

Atomic Clocks The Future of Time

Zaterdag, december 13th, 2008

Methoden om de tijd bij te houden zijn in de loop van de geschiedenis veranderd met steeds grotere nauwkeurigheid en zijn de katalysator voor verandering.

De meeste tijdwaarnemingsmethoden zijn van oudsher gebaseerd op de beweging van de aarde rond de zon. Voor millennia is een dag verdeeld in 24 gelijke delen die bekend zijn geworden als uren. Onze tijdsschema's baseren op de rotatie van de aarde is voldoende geweest voor de meeste van onze historische behoeften, maar naarmate de technologie vordert, is de behoefte aan een steeds accurater tijdsschema duidelijk gebleken.

Het probleem met de traditionele methoden werd duidelijk toen de eerste echt nauwkeurige uurwerken - de atoomklok werd ontwikkeld in de 1950's. Omdat deze uurwerken gebaseerd waren op de frequentie van atomen en binnen een seconde om de miljoen jaar nauwkeurig waren, werd al snel ontdekt dat onze dag, die we altijd hadden verondersteld precies 24-uren te zijn, van dag tot dag veranderde.

De invloed van de zwaartekracht van de Maan op onze oceanen zorgt ervoor dat de aarde vertraagt ​​en versnelt tijdens haar rotatie - sommige dagen zijn langer dan 24 uur terwijl andere korter zijn. Hoewel deze kleine verschillen in de lengte van een dag weinig verschil hebben gemaakt voor ons dagelijks leven, heeft deze onnauwkeurigheid consequenties voor veel van onze moderne technologieën zoals satellietcommunicatie en wereldwijde positionering.

Er is een tijdschaal ontwikkeld om de onnauwkeurigheden in de draaiing van de aarde - Coordinated Universal Time (UTC) aan te pakken. Het is gebaseerd op de traditionele 24-uur-aardrotatie die bekend staat als Greenwich Meantime (GMT), maar houdt rekening met de onnauwkeurigheden in de draaiing van de aarde door zogenaamde 'sprongseconden' toe te voegen (of af te trekken).

Aangezien UTC is gebaseerd op de tijd die wordt verteld door atoomklokken het is ongelooflijk accuraat en is daarom aangenomen als de civiele tijdschaal van de wereld en wordt wereldwijd door bedrijven en bedrijven gebruikt.

De meeste computernetwerken kunnen worden gesynchroniseerd met UTC door middel van een toegewezen NTP tijdserver.