Nauwkeurige tijd is essentieel in de moderne wereld van internetbankieren, online veilingen en wereldwijde financiering. Elk computernetwerk dat betrokken is bij wereldwijde communicatie moet een nauwkeurige bron van de UTC-tijdschaal voor de globale tijdschaal hebben (Coordinated Universal Time) om met andere netwerken te kunnen praten.

UTC ontvangen is eenvoudig genoeg. Het is verkrijgbaar bij meerdere bronnen, maar sommige zijn betrouwbaarder dan andere:

Internettijdbronnen

Het internet is overspoeld met tijdbronnen. Deze variëren in betrouwbaarheid en nauwkeurigheid, maar sommige vertrouwde organisaties zoals NIST (National Institute of Standards and Time) en Microsoft. Er zijn echter nadelen met internettijdbronnen:

Betrouwbaarheid - De vraag naar internetbronnen van UTC betekent vaak dat het moeilijk kan zijn om ze te benaderen

Nauwkeurigheid - de meeste internettijdservers zijn stratum 2-apparaten, wat inhoudt dat ze zelf op een bron van tijd vertrouwen. Vaak kunnen fouten optreden en veel bronnen van tijd kunnen zeer onnauwkeurig zijn.

Veiligheid - Misschien is het grootste probleem met internettijdbronnen het risico dat ze vormen voor de veiligheid. Om een ​​tijdstempel van over het internet te ontvangen, moet de firewall een opening hebben om de signalen door te laten; dit kan ertoe leiden dat kwaadwillende gebruikers misbruik maken.

Tijdgestuurde radio-naslagwerken.

Een veilige methode om UTC-tijdstempels te ontvangen is beschikbaar met behulp van a NTP tijdserver die radiosignalen van labs kan ontvangen NIST en NPL (National Physical Laboratory.) Veel landen hebben deze uitgezonden tijdsignalen die zeer nauwkeurig, betrouwbaar en veilig zijn.

GPS-tijdservers

Een andere bron voor dedicated tijdservers is GPS. Het grote voordeel van een GPS NTP tijdserver is dat de tijdbron overal ter wereld beschikbaar is met een duidelijk zicht op de hemel. GPS-tijdservers zijn ook zeer nauwkeurig, betrouwbaar en net zo veilig als tijdservers met radio waarnaar wordt verwezen.

Wanneer u uw horloge instelt op misschien de spreekklok of de tijd op internet, heeft u zich ooit afgevraagd wie het is dat die klokken instelt en controleert of deze kloppen?

Er is geen enkele meesterklok die wordt gebruikt voor de timing van de wereld, maar er is een constellatie van klokken die worden gebruikt als basis voor een universeel timingsysteem dat bekend staat als UTC (Coordinated Universal Time).

UTC stelt alle computernetwerken en andere technologie ter wereld in staat om met elkaar te praten in perfecte synchroniciteit, wat van vitaal belang is in de moderne wereld van internethandel en wereldwijde communicatie.

Maar zoals gezegd is het beheersen van UTC niet één meesterklok, maar een serie uiterst nauwkeurige atoomklokken die in verschillende landen zijn gebaseerd, werken allemaal samen om een ​​timingbron te produceren die gebaseerd is op de tijd die ze allemaal vertellen.

Deze UTC-tijdwaarnemers omvatten dergelijke opmerkelijke organisaties als het National Institute of Standards and Time (VS)NIST) en het nationale fysische laboratorium van het VK (NPL) onder anderen.

Deze organisaties helpen niet alleen om UTC zo nauwkeurig mogelijk te houden, maar bieden ook een bron van UTC-tijd die beschikbaar is voor 's werelds computernetwerken en -technologieën.

Om de tijd van deze organisaties te ontvangen, NTP tijdserver (Network Time Server) is vereist. Deze apparaten ontvangen de uitzendingen vanuit plaatsen zoals NIST en NPL via langegolfradiostations. De NTP-server verdeelt vervolgens het timingsignaal over een netwerk en past individuele systeemklokken aan om ervoor te zorgen dat ze zo nauwkeurig mogelijk zijn voor UTC.

Een enkele speciale NTP-server kan een computernetwerk van honderden en zelfs duizenden machines synchroniseren en de nauwkeurigheid van een netwerk dat in UTC-tijd vertrouwt op de uitzendingen van NIST en NPL is ook zeer nauwkeurig.

Het NIST-timingsignaal is bekend als wwvb en wordt uitgezonden vanuit Boulder Colorado in het hart van de VS terwijl het UK's NPL-signaal wordt uitgezonden in Cumbria in het noorden van Engeland en bekend staat als Artsen Zonder Grenzen - andere landen hebben vergelijkbare systemen, waaronder de DSF-signaal uitgezonden vanuit Frankfurt, Duitsland.

Het GPS-systeem is bekend bij de meeste mensen. Veel auto's hebben nu een GPS-satellietnavigatieapparaat in hun auto, maar er is meer aan het Global Positioning System dan alleen bewegwijzering.

Het Global Positioning System is een constellatie van meer dan dertig satellieten die allemaal rond de wereld draaien. Het GPS-satellietnetwerk is zo ontworpen dat er op elk moment ten minste vier satellieten boven het hoofd hangen - waar ter wereld je ook bent.

Aan boord van elke GPS-satelliet bevindt zich een uiterst precieze atoomklok en het is de informatie van deze klok die door de GPS-uitzendingen wordt verzonden, die door triangulatie (gebruikmakend van het signaal van meerdere satellieten) een satellietnavigatie-ontvanger uw positie kan bepalen.

Maar deze ultra precieze timing signalen hebben een ander gebruik, niet bekend bij veel gebruikers van GPS-systemen. Omdat de timingsignalen van de GPS-atoomklokken zijn zo nauwkeurig dat ze een goede bron van tijd zijn voor het synchroniseren van allerlei technologieën - van computernetwerken tot verkeerscamera's.

Om de GPS-timingsignalen te gebruiken, wordt vaak een GPS-tijdserver gebruikt. Deze apparaten gebruiken NTP (Network Time Protocol) om het te distribueren GPS-timingbron naar alle apparaten op het NTP-netwerk.

NTP controleert regelmatig de tijd op alle systemen in zijn netwerk en past deze overeenkomstig aan als deze is afgedaald naar wat de oorspronkelijke GPS-timingbron is.

Omdat GPS overal ter wereld beschikbaar is, biedt het een erg handige bron van tijd voor veel technologieën en toepassingen, die ervoor zorgen dat alles wat wordt gesynchroniseerd met de GPS-timingbron zo accuraat mogelijk blijft.

Een GPS NTP-server kan honderden en duizenden apparaten synchroniseren, inclusief routers, pc's en andere hardware, waardoor het hele netwerk perfect gecoördineerde tijd in beslag neemt.

Atoomklokken zijn zonder twijfel de meest nauwkeurige tijdsdelen op het oppervlak van de planeet. In feite de nauwkeurigheid van een atoomklok in onvergelijkbaar met een andere chronometer, horloge of klok.

Hoewel een atoomklok niet eens een seconde in de tijd in duizenden of duizenden jaren verloren gaat, is je gemiddelde digitale horloge misschien binnen een paar dagen een seconde kwijt, wat na een paar weken of maanden betekent dat je horloge traag of snel na enkele minuten.

Hetzelfde kan ook gezegd worden voor de systeemklok die uw computer bestuurt. Het enige verschil is dat computers nog sterker op tijd vertrouwen dan wijzelf.

Bijna alles wat een computer doet is afhankelijk van tijdstempels, van werk opslaan tot het uitvoeren van applicaties, debuggen en zelfs e-mails zijn allemaal afhankelijk van tijdstempels, wat een probleem kan zijn als de klok op je computer te snel of te langzaam loopt, omdat er vaak fouten kunnen optreden, vooral als je communiceert met een andere computer of een ander apparaat.

Gelukkig zijn de meeste pc's eenvoudig te synchroniseren met een atoomklok, wat betekent dat ze nauwkeurig kunnen zijn, aangezien deze krachtige tijdregistratie-apparaten ervoor zorgen dat alle taken die door uw pc worden uitgevoerd, perfect synchroon zijn met elk apparaat waarmee u communiceert.

In de meeste pc-besturingssystemen is een ingebouwd protocol (NTP) kan de pc communiceren met een tijdserver die is verbonden met een atoomklok. In de meeste versies van Windows is dit toegankelijk via de datum- en tijdbesturingsinstelling (dubbelklik op de klok rechtsonder).

Voor zakelijke machines of netwerken waarvoor een veilige en nauwkeurige tijdsynchronisatie is vereist, zijn online tijdservers echter niet veilig of nauwkeurig genoeg om ervoor te zorgen dat uw netwerk niet kwetsbaar is voor beveiligingsfouten.

Echter, NTP tijdservers die de tijd ontvangen direct van atomaire klokken zijn beschikbaar die hele netwerken kunnen synchroniseren. Deze apparaten ontvangen een uitgezonden tijdstempel dat wordt verspreid door nationale laboratoria voor fysische fysica of via het GPS-satellietnetwerk.

NTP-servers volledige netwerken in staat stellen om allemaal exact gesynchroniseerde tijd te hebben die zo nauwkeurig en veilig is als menselijk mogelijk is.

Atoomklokken zijn veel onderschatte technologieën. Hun ontwikkeling heeft een revolutie teweeggebracht in de manier waarop we leven en werken en heeft technologieën mogelijk gemaakt die zonder hen onmogelijk zouden zijn.

Satellietnavigatie, mobiele telefoons, GPS, internet, luchtverkeersleiding, verkeerslichten en zelfs CCTV-camera's zijn afhankelijk van de ultra nauwkeurige tijdregistratie van een atoomklok.

De nauwkeurigheid van een atoomklok is niet te vergelijken met andere apparaten voor tijdbewaking, omdat ze in honderdduizenden jaren niet eens een seconde afdrijven.

Maar atoomklokken zijn grote gevoelige apparaten die een team van ervaren technici en optimale omstandigheden nodig hebben, zoals die in een natuurkundig laboratorium. Dus hoe profiteren al deze technologieën van de hoge precisie van een atoomklok?

Het antwoord is vrij eenvoudig, de controllers van atoomklokken, meestal nationale fysica laboratoria, zenden via langegolf radio de tijdsignalen uit die hun ultra precieze klokken produceren.

Om deze tijdsignalen te ontvangen, servers die het tijdsynchronisatieprotocol gebruiken NTP (Network Time Protocol) worden gebruikt voor het ontvangen en distribueren van deze tijdstempels.

NTP tijdservers, ook wel netwerktijdservers genoemd, zijn een veilige en nauwkeurige methode om ervoor te zorgen dat elke technologie nauwkeurige atoomklokken maakt. Deze tijdsynchronisatie-apparaten kunnen afzonderlijke apparaten of volledige netwerken van computers, routers en andere apparaten synchroniseren.

NTP-servers die GPS-signalen gebruiken om de tijd van de atoomkloksatellieten te ontvangen, worden ook vaak gebruikt. Deze NTP GPS-tijd servers zijn even nauwkeurig als die de tijd krijgen van fysica laboratoria, maar gebruiken het zwakkere, zichtbare zicht GPS-signaal als hun bron.

GPS is niet de enige technologie die afhankelijk is van atoomklokken. De hoge mate van nauwkeurigheid die wordt geleverd door atoomklokken worden gebruikt in andere cruciale technologieën die we elke dag als vanzelfsprekend beschouwen.

Luchtverkeersleiding Niet alleen zijn alle vliegtuigen en vliegtuigen nu uitgerust met GPS, zodat piloten en grondpersoneel hun exacte locatie weten, maar atoomklokken worden ook gebruikt door luchtverkeersleiders die nauwkeurige en nauwkeurige metingen en tijd tussen vliegtuigen nodig hebben.

Verkeerslichten en wegcongestiesystemen - Verkeerslichten zijn een ander systeem dat afhankelijk is van atoomkloktiming. Nauwkeurigheid en synchronisatie zijn van vitaal belang voor verkeerslichtsystemen omdat kleine synchronisatiefouten kunnen leiden tot dodelijke ongevallen.

Congestiecamera's en andere systemen zoals parkeermeters maken ook gebruik van atoomklokken als basis voor hun tijdregistratie omdat dit juridische problemen bij het maken van strafmeldingen voorkomt.

CCTV - Gesloten televisiecircuits is een andere grootschalige gebruiker van atoomklokken. CCTV-camera's worden vaak gebruikt in de strijd tegen criminaliteit, maar als bewijsmateriaal zijn ze niet effectief in een rechtbank, tenzij kan worden aangetoond dat de timinginformatie op de CCTV-camera juist is. Als dit niet gebeurt, kan dit ertoe leiden dat criminelen aan vervolging ontsnappen, omdat het bewijs dat het op het tijdstip en de datum van het misdrijf was, ondanks de identificatie door de camera niet kan worden verduidelijkt zonder nauwkeurigheid en synchronisatie.

Internet - Veel van de applicaties die we nu aan het internet toevertrouwen, worden alleen mogelijk gemaakt dankzij atoomklokken. Online handelen, internetbankieren en zelfs online veilinghuizen hebben allemaal behoefte aan nauwkeurige en gesynchroniseerde tijd.

Stelt u zich eens voor dat u uw spaargeld van uw bankrekening alleen neemt als u merkt dat u ze weer kunt opnemen, omdat een andere computer een langzamere klok heeft of zich alleen aanbiedt op een internetveilingsite om uw bod te laten afwijzen door een bod dat vóór u kwam omdat het op een computer met een langzamere klok.

Het gebruik van atoomklokken als bron voor tijd is relatief eenvoudig voor veel technologieën. Radiosignalen en zelfs de GPS-uitzendingen kunnen worden gebruikt als een bron van atoomkloktijd en voor computersystemen, het protocol NTP (Network Time Protocol) zorgt ervoor dat elk groot netwerk perfect op elkaar wordt afgestemd. Dedicated NTP tijdservers worden over de hele wereld gebruikt in technologieën en toepassingen die een precieze tijd vereisen.

Atoomklokken zijn de meest nauwkeurige tijdwaarnemingssystemen die de mens kent. Hun nauwkeurigheid is onvergelijkbaar met andere klokken en chronometers, terwijl zelfs de meest geavanceerde elektronische klok elke week of twee met een seconde zal afdrijven, de meest moderne atoomklokken kan duizenden jaren blijven draaien en zelfs een fractie van een seconde niet verliezen.

De nauwkeurigheid van een atoomklok komt overeen met wat ze gebruiken als basis voor tijdmeting. In plaats van te vertrouwen op een elektronische stroom die door een kristal loopt, zoals een elektronische klok, gebruikt een atoomklok de hyperfijne overgang van een atoom in twee energietoestanden. Hoewel dit misschien gecompliceerd klinkt, is het gewoon een onwankelbare nagalm die 9 miljard keer per seconde, elke seconde 'overhaalt'.

Maar waarom zo'n nauwkeurigheid echt nodig en in welke technologieën worden atoomklokken gebruikt?

Het is door de technologieën te onderzoeken die gebruikmaken van atoomklokken, die we kunnen zien waarom zulke hoge nauwkeurigheidsniveaus vereist zijn.

GPS - Satellietnavigatie

Satellietnavigatie is nu een enorme industrie. Eens slechts een technologie voor militairen en vliegeniers, wordt GPS-satellietnavigatie nu gebruikt door weggebruikers over de hele wereld. De navigatie-informatie van satellietnavigatiesystemen zoals GPS is echter uitsluitend afhankelijk van de nauwkeurigheid van atoomklokken.

GPS werkt door triangulatie van verschillende tijdsignalen die worden uitgevoerd vanaf atoomklokken aan boord van de GPS-satellieten. Door uit te werken wanneer het timingsignaal uit de satelliet werd vrijgegeven, kan de satellietnavigatie-ontvanger precies aangeven hoe ver weg het van de satelliet is en met behulp van meerdere signalen berekenen waar het zich in de wereld bevindt.

Omdat deze timingsignalen met de snelheid van het licht bewegen, kan slechts één seconde onnauwkeurigheid binnen de tijdsignalen ertoe leiden dat de informatie die wordt uitgezonden duizenden kilometers ver weg is. Het is een bewijs van de nauwkeurigheid van GPS-atoomklokken dat op dit moment een ontvanger voor satellietnavigatie tot op vijf meter nauwkeurig is.

De atoomklok is geen recente uitvinding. Ontwikkeld in de 1950's, biedt de traditionele cesium-gebaseerde atoomklok ons ​​nauwkeurige tijd voor een halve eeuw.

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. cesium-atoomklok is het fundament van onze tijd geworden - letterlijk. De Internationaal systeem van eenheden (SI) definieer een seconde als een bepaald aantal oscillaties van het atoom cesium en atoomklokken beheersen veel van de technologieën die we dagelijks gebruiken: internet, satellietnavigatie, luchtverkeersleiding en verkeerslichten om maar een naam te geven een paar.

Recente ontwikkelingen in optische quantumklokken die gebruikmaken van enkele atomen van metalen zoals aluminium of strontium, zijn duizenden malen nauwkeuriger dan traditionele atoomklokken. Om dit in perspectief te plaatsen, de beste cesium-atoomklok zoals gebruikt door instituten zoals NIST (National Institute for Standards and Time) of NPL (National Physical Laboratory) om de wereldwijde tijdschaal van de wereld te besturen. GMT (Coordinated Universal Time), is nauwkeurig tot binnen een seconde per 100 miljoen jaar. Deze nieuwe quantum-optische klokken zijn echter elke 3.4 miljard jaar nauwkeurig tot een seconde - bijna net zo lang als de aarde oud is.

Voor de meeste mensen ontvangt hun enige ontmoeting met een atoomklok zijn tijdsignaal a netwerktijdserver or NTP-apparaat (Network Time Protocol) voor het synchroniseren van apparaten en netwerken en deze atoomkloksignalen worden gegenereerd met cesiumklokken.

En totdat de wetenschappers van de wereld een enkel atoom kunnen afspreken om cesium en een enkel klokontwerp te vervangen om UTC te behouden, kan niemand van ons profiteren van deze ongelooflijke nauwkeurigheid.

Net als bij de vooruitgang van de computertechnologie die ieder jaar exponentieel in capaciteit lijkt toe te nemen, lijken atoomklokken ook jaar na jaar dramatisch te stijgen in hun nauwkeurigheid.

Nu, die pioniers van de atoomkloktechnologie, het Amerikaanse National Institute of Standards Time (NIST), hebben aangekondigd dat ze een atoomklok met een nauwkeurigheid die twee keer zo groot is als die van alle klokken die eerder zijn geweest.

De klok is gebaseerd op een enkel aluminium atoom en NIST beweert dat het accuraat kan blijven zonder een seconde te verliezen in meer dan 3.7 miljard jaar (ongeveer dezelfde tijd dat het leven de aarde heeft bestaan).

De vorige nauwkeurigste klok is ontworpen door de Duitse Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB) en was een optische klok op basis van een strontium-atoom en was tot op een seconde nauwkeurig in meer dan een miljard jaar. Deze nieuwe atoomklok van NIST is ook een optische klok, maar is gebaseerd op aluminiumatomen, wat volgens NIST's onderzoek met deze klok veel nauwkeuriger is.

Optische klokken gebruiken lasers om de atomen stil te houden en verschillen van de traditionele atoomklokken die worden gebruikt door computernetwerken die gebruikmaken van NTP-servers (Network Time Protocol) en andere technologieën die zijn gebaseerd op fontein klokken. Niet alleen gebruiken deze traditionele fonteinklokken cesium als hun tijd houdend atoom, maar in plaats van lasers gebruiken ze supergekoelde vloeistoffen en vacuums om de atomen te beheersen.

Dankzij het werk van NIST, PTB en het Verenigd Koninkrijk NPL (Nationaal Fysisch Laboratorium) atoomklokken blijven exponentieel groeien, maar deze nieuwe optische atoomklokken op basis van atomen zoals aluminium, kwik en strontium zijn nog lang niet gebruikt als basis voor GMT (Coordinated Universal Time).

UTC wordt bestuurd door een constellatie van cesiumfonteinklokken die, hoewel nog steeds nauwkeurig tot een seconde in 100,000-jaren, veel minder nauwkeurig zijn dan deze optische klokken en gebaseerd zijn op technologie van meer dan vijftig jaar oud. En helaas, totdat de wetenschappelijke gemeenschap van de wereld het eens kan worden over een atoom- en klokontwerp dat internationaal moet worden gebruikt, zullen deze precieze atoomklokken alleen maar een toneelstuk van de wetenschappelijke gemeenschap blijven.

Elke netwerkbeheerder zal u vertellen hoe belangrijk Tijdsynchronisatie is voor een modern computernetwerk. Computers vertrouwen op de tijd voor bijna alles, vooral in de tijd van online handelen en wereldwijde communicatie waar nauwkeurigheid essentieel is.

Als u er niet voor zorgt dat computers nauwkeurig worden gesynchroniseerd, kan dit tot allerlei problemen leiden: gegevensverlies, beveiligingsproblemen, het niet kunnen verwerken van tijdgevoelige transacties en problemen bij het debuggen kunnen allemaal worden veroorzaakt door een gebrek aan, of niet voldoende, tijdsynchronisatie.

Maar zorgen dat elke computer in een netwerk precies dezelfde tijd heeft, is eenvoudig dankzij twee technologieën: de atoomklok en de NTP server (Network Time Protocol).

Atoomklokken zijn uiterst nauwkeurige chronometers. Ze kunnen de tijd bijhouden en niet zoveel als in duizenden jaren afdrijven en het is deze nauwkeurigheid die technologieën en toepassingen mogelijk heeft gemaakt zoals satellietnavigatie, online handel en GPS.

Tijdsynchronisatie voor computernetwerken wordt bestuurd door de netwerktijdserver, gewoonlijk de NTP-server genoemd na het tijdsynchronisatieprotocol dat zij gebruiken, Network Time Protocol.
Als het gaat om het kiezen van een tijdserver, zijn er eigenlijk maar twee echte typen - de radio-referentie NTP tijdserver en de GPS NTP tijdserver.

Radio referentietijd servers ontvangen de tijd van lange golf uitzending uitgezonden door fysica laboratoria zoals NIST in Noord-Amerika of NPL in het Verenigd Koninkrijk. Deze verzendingen kunnen vaak worden opgehaald in het hele land van herkomst (en daarbuiten), hoewel lokale topografie en interferentie van andere elektrische apparaten het signaal kunnen verstoren.

GPS-tijd-servers, aan de andere kant, gebruik het satellietnavigatiesignaal verzonden door GPS-satellieten. De GPS-uitzendingen worden gegenereerd door atoomklokken aan boord van de satellieten, zodat ze een zeer nauwkeurige bron van tijd zijn, net als de door de natuurkundelaboratoria uitgezonden atoomklok gegenereerde tijd.

Afgezien van het nadeel van het hebben van een antenne op het dak (GPS werkt via gezichtslijn, dus een duidelijk zicht op de lucht is essentieel), GPS is letterlijk overal op de planeet te verkrijgen.

Als beide soorten tijdserver kan een nauwkeurige bron van betrouwbare tijd bieden, waarbij de beslissing van welk type tijdserver moet worden gebaseerd op de beschikbaarheid van langegolfsignalen of dat het mogelijk is om een ​​rooftop-GPS-antenne te installeren.