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.

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).

Gedistribueerde netwerken vertrouwen volledig op de juiste tijd. Computers hebben tijdstempels nodig om gebeurtenissen te bestellen en wanneer een verzameling machines samenwerken, is het noodzakelijk dat ze tegelijkertijd worden uitgevoerd.

Helaas zijn moderne pc's niet ontworpen om perfecte tijdwaarnemers te zijn. Hun systeemklokken zijn eenvoudige elektronische oscillatoren en zijn gevoelig voor drift. Dit is normaal gesproken geen probleem wanneer de machines zelfstandig werken, maar wanneer ze via een netwerk communiceren, kunnen allerlei problemen optreden.

Van e-mails die aankomen voordat ze zijn verzonden naar hele systeemcrashes, gebrek aan synchronisatie kan onnoemelijke problemen veroorzaken in een netwerk en daarom worden netwerktijdservers gebruikt om ervoor te zorgen dat het hele netwerk samen wordt gesynchroniseerd.

Netwerk tijdservers kom in twee vormen - De GPS-tijd-server en de radio waarnaar wordt verwezen tijdsserver. GPS NTP servers gebruiken het tijdsignaal dat door GPS-satellieten wordt uitgezonden. Dit is uiterst nauwkeurig omdat het wordt gegenereerd door een atoomklok aan boord van de GPS-satelliet. Radio waarnaar wordt verwezen NTP-servers gebruiken een langegolftransmissie uitgezonden door verschillende nationale fysica laboratoria.

Beide methoden zijn een goede bron van Coordinated Universal Time (UTC) 's werelds wereldwijde tijdschaal. UTC wordt gebruikt door netwerken over de hele wereld en het synchroniseren ervan stelt computernetwerken in staat om zelfverzekerd te communiceren en zonder fouten tijdgevoelige transacties aan te gaan.

Sommige beheerders gebruiken internet om een ​​UTC-tijdbron te ontvangen. Hoewel hiervoor geen dedicated netwerktijdserver vereist is, heeft dit beveiligingsnadelen omdat een poort nodig is om open te blijven in de firewall zodat de computer kan communiceren met de NTP-server, dit kan een systeem kwetsbaar en open voor aanvallen houden. Bovendien zijn internettijdbronnen notoir onbetrouwbaar, en velen zijn te onnauwkeurig of te ver weg om een ​​nuttig doel te dienen.

Network Time Protocol is een internetprotocol dat wordt gebruikt om computerklokken te synchroniseren met een stabiele en nauwkeurige tijdsreferentie. NTP is oorspronkelijk ontwikkeld door Professor David L. Mills aan de Universiteit van Delaware in 1985 en is een internetstandaardprotocol.

NTP is ontwikkeld om het probleem op te lossen van meerdere computers die samenwerken en de verschillende tijd hebben. Hoewel de tijd meestal alleen maar vooruit gaat, als programma's op verschillende computers worden uitgevoerd, moet de tijd vooruitgaan, zelfs als u van de ene computer naar de andere overschakelt. Als het ene systeem echter voorloopt op het andere, zou het schakelen tussen deze systemen ervoor zorgen dat de tijd vooruit en achteruit springt.

Bijgevolg kunnen netwerken hun eigen tijd spenderen, maar zodra u verbinding met internet maakt, worden effecten zichtbaar. Alleen e-mailberichten komen aan voordat ze zijn verzonden en worden zelfs beantwoord voordat ze zijn gemaild!

Hoewel dit soort problemen misschien onschadelijk lijken als het gaat om het ontvangen van e-mail, kan in sommige omgevingen een gebrek aan synchronisatie desastreuze resultaten hebben, daarom was luchtverkeerscontrole een van de eerste toepassingen voor NTP.

NTP maakt gebruik van een enkele tijdbron en distribueert deze tussen alle apparaten op een netwerk doet dit door een algoritme te gebruiken dat uitwerkt hoeveel een systeemklok moet aanpassen om synchronisatie te garanderen.

NTP werkt op een hiërarchische basis om te zorgen dat er geen netwerkverkeer en bandbreedteproblemen zijn. Het maakt gebruik van een enkele tijdbron, gewoonlijk UTC (gecoördineerde universele tijd) en ontvangt tijdverzoeken van de machines op de top van de hiërarch die vervolgens de tijd verder in de keten doorgeven.

De meeste netwerken die gebruikmaken van NTP gebruiken een speciale netwerktijdserver om hun UTC-tijdsignaal te ontvangen. Deze kunnen de tijd ontvangen van de GPS-netwerk of radio-uitzendingen uitgezonden door nationale fysica laboratoria. Deze toegewijde NTP tijdservers zijn ideaal omdat ze de tijd direct van een atoomklokbron ontvangen, maar ze zijn ook veilig omdat ze extern zijn gesitueerd en daarom geen onderbrekingen in de netwerkfirewall vereisen.

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.

Voor het ontvangen en distribueren en verifiëren van UTC-tijdbron zijn er momenteel twee soorten NTP server, de GPS NTP-server en de NTP-server met radio-referenties. Hoewel beide systemen UTC op identieke manieren verdelen, verschilt de manier waarop zij de timinginformatie ontvangen.

A GPS NTP tijdserver is een ideale tijd- en frequentiebron omdat het overal in de wereld zeer nauwkeurige tijden kan bieden met behulp van relatief goedkope componenten. Elke GPS-satelliet verzendt in twee frequenties L2 voor militair gebruik en L1 voor gebruik door burgers verzonden met 1575 MHz, goedkoop GPS-antennes en ontvangers zijn nu overal verkrijgbaar.

Het radiosignaal uitgezonden door de satelliet kan door ramen, maar kan worden geblokkeerd door het gebouw, de ideale locatie voor een GPS-antenne op een dak met een goed zicht op de lucht. Hoe meer satellieten kan ontvangen van de beter het signaal. Echter, het dak gemonteerde antennes gevoelig voor blikseminslag of andere spanning overspanningen zodat een onderdrukker het aanbevelen inline wordt geïnstalleerd op de GPS kabel.

De kabel tussen de GPS-antenne en de ontvanger is ook van cruciaal belang. De maximale afstand die een kabel kan afleggen is normaal gesproken alleen 20-30 meters, maar een hoogwaardige coaxkabel in combinatie met een in de rij geplaatste GPS-versterker om de versterking van de antenne te versterken, kan meer dan 100 meter kabel doorlopen. Dit kan problemen geven bij de installatie in grotere gebouwen als de server te ver van de antenne is verwijderd.

Een alternatieve oplossing is om een ​​radio waarnaar wordt verwezen te gebruiken NTP tijdserver. Deze zijn gebaseerd op een aantal nationale tijd- en frequentie radio-uitzendingen die UTC-tijd uitzenden. In Groot-Brittannië wordt het signaal (MSF genaamd) uitgezonden door de National Physics Laboratory in Cumbria, dat de nationale tijdreferentie van het Verenigd Koninkrijk is, zijn er ook vergelijkbare systemen in de VS (WWVB) en in Frankrijk, Duitsland en Japan.

Een radio gebaseerd NTP-server bestaat meestal uit een in rek monteerbare tijdserver en een antenne, bestaande uit een ferrietstaaf in een kunststof omhulsel, die de radio-uitzending van tijd en frequentie ontvangt. Het moet altijd horizontaal onder een rechte hoek in de richting van de transmissie worden gemonteerd voor optimale signaalsterkte. Gegevens worden in pulsen verzonden, 60 een seconde. Deze signalen bieden UTC-tijd tot een nauwkeurigheid van 100-microseconden, maar het radiosignaal heeft een eindig bereik en is gevoelig voor interferentie.

Nieuwjaarsvieringen zullen dit jaar nog een seconde moeten wachten omdat de Internationale Aardrotatie en Reference Systems Service (IERS) hebben besloten om 2008 Leap Second te laten toevoegen.

IERS kondigde in juli in Parijs aan dat een positieve Leap Second aan 2008 zou worden toegevoegd, de eerste sinds december 31, 2005. Sprong seconden werden geïntroduceerd om de onvoorspelbaarheid van de rotatie van de aarde te compenseren en UTC (Coordinated Universal Time) te houden met GMT (Greenwich Meantime).

De nieuwe extra seconde wordt op de laatste dag van dit jaar toegevoegd op 23 uur, 59 minuten en 59 seconden Coordinated Universal Time - 6: 59: 59 pm Eastern Standard Time. 33 Leap Seconds zijn toegevoegd sinds 1972

NTP-server Systemen die tijdsynchronisatie op computernetwerken regelen, worden alle bestuurd door UTC (Coordinated Universal Time). Wanneer een extra seconde aan het eind van het jaar wordt toegevoegd, wordt UTC automatisch als de tweede toegevoegd. #

Of het nu een NTP-server ontvangt een tijdsignaal voor transmissies zoals MSF, WWVB of DCF of van het GPS-netwerk zal het signaal automatisch de Leap Second-mededeling dragen.

Notice of Leap Second van de International Earth Rotation and Reference Systems Service (IERS)

SERVICE INTERNATIONAL DE LA ROTATION TERRESTRE ET DES SYSTEMES DE REFERENTIE

SERVICE DE LA ROTATION TERRESTRE
OBSERVATOIRE DE PARIS
61, Av. de l'Observatoire 75014 PARIS (Frankrijk)
Tel. : 33 (0) 1 40 51 22 26
FAX: 33 (0) 1 40 51 22 91
e-mail: services.iers@obspm.fr
https://hpiers.obspm.fr/eop-pc

Parijs, 4 juli 2008

Bulletin C 36

Aan autoriteiten die verantwoordelijk zijn voor het meten en verspreiden van tijd

UTC-TIJDSTAP
op de 1st van januari 2009

Eind december wordt 2008 met een positieve sprong tweede.
De volgorde van de datums van de UTC tweede markers zal zijn:

2008 december 31, 23h 59m 59s
2008 december 31, 23h 59m 60s
2009 januari 1, 0h 0m 0s

Het verschil tussen UTC en de International Atomic Time TAI is:

van 2006 januari 1, 0h UTC, tot 2009 januari 1 0h UTC: UTC-TAI = - 33s
van 2009 januari 1, 0h UTC, tot nader bericht: UTC-TAI = - 34s

Schrikkelseconden kunnen aan het einde van de maanden december in UTC worden geïntroduceerd

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.

Het vertellen van de tijd is niet zo eenvoudig als de meeste mensen denken. In feite de vraag, 'wat is de tijd?' is een vraag die zelfs de moderne wetenschap niet kan beantwoorden. De tijd is volgens Einstein relatief; het is veranderingen doorgeven voor verschillende waarnemers, beïnvloed door dingen als snelheid en zwaartekracht.

Zelfs als we allemaal op dezelfde planeet leven en het verstrijken van de tijd op een vergelijkbare manier ervaren, kan het steeds moeilijker worden om de tijd te vertellen. Onze oorspronkelijke methode om de rotatie van de aarde te gebruiken, is sindsdien onnauwkeurig bevonden omdat de zwaartekracht van de maan ervoor zorgt dat sommige dagen langer zijn dan 24 uur en een paar korter. In feite, toen de vroege dinosaurussen door de aarde zwierven, was een dag slechts 22 uren lang!

Hoewel mechanische en elektronische klokken ons een zekere nauwkeurigheid hebben verschaft, hebben onze moderne technologieën veel nauwkeuriger tijdmetingen vereist. GPS, internethandel en luchtverkeersleiding zijn slechts drie bedrijfstakken verdeeld. De tweede timing is ongelooflijk belangrijk.

Dus hoe houden we de tijd bij? Het gebruik van de rotatie van de aarde is onbetrouwbaar gebleken, terwijl elektrische oscillatoren (kwartsklokken) en mechanische klokken slechts tot op een seconde of twee per dag nauwkeurig zijn. Helaas voor veel van onze technologieën kan een tweede onnauwkeurigheid veel te lang zijn. Bij satellietnavigatie kan het licht 300,000 km afleggen in iets meer dan een seconde, waardoor de gemiddelde sat-nav-eenheid nutteloos is als er één seconde onnauwkeurigheid was.

De oplossing voor het vinden van een nauwkeurige methode om tijd te meten, was het onderzoeken van de zeer kleine - kwantummechanica. Kwantummechanica is de studie van het atoom en zijn eigenschappen en hoe deze op elkaar inwerken. Er werd ontdekt dat elektronen, de kleine deeltjes die baanatomen zijn, het pad veranderden dat ze omlopen en een precieze hoeveelheid energie vrijgeven wanneer ze dat doen.

In het geval van het cesiumatoom gebeurt dit bijna negen miljard keer per seconde en dit aantal verandert nooit en kan dus worden gebruikt als een uiterst betrouwbare methode om de tijd bij te houden. Cesium-atomen zijn din-atoomklokken en in feite is de tweede nu gedefinieerd als iets meer dan 9 miljard cycli van straling van het cesiumatoom.

Atoomklokken zijn de basis voor veel van onze technologieën. De hele wereldeconomie vertrouwt erop met de tijd gerelayeerd door NTP tijdservers op computernetwerken of gestraald door GPS-satellieten; ervoor zorgen dat de hele wereld dezelfde, nauwkeurige en stabiele tijd behoudt.

Een officiële wereldwijde tijdschaal, Coordinated Universal Time (UTC), is ontwikkeld dankzij de atoomklokken waarmee de hele wereld tegelijkertijd binnen enkele duizendsten van een seconde van elkaar kan lopen.

A GPS-tijd-server is echt een communicatie-apparaat. Het doel is om een ​​timingsignaal te ontvangen en dit vervolgens te verdelen over alle apparaten in een netwerk. Tijdservers worden vaak verschillende dingen genoemd netwerktijdserver, gps-tijdserver, radiotijdserver en NTP-server.

De meeste tijdservers gebruiken het protocol NTP (Network Time Protocol). NTP is een van de oudste protocollen van internet en wordt gebruikt door de meeste machines die een tijdserver gebruiken. NTP wordt vaak, in een standaardvorm, in de meeste besturingssystemen geïnstalleerd.

A GPS-tijd-server, zoals de namen suggereren, ontvangt een timingsignaal van de GPS-netwerk. GPS-satellieten zijn eigenlijk niets meer dan draaiende klokken. Aan boord van elke GPS-satelliet is een atoomklok. De ultra-precieze tijd van deze klok is wat wordt verzonden vanaf de satelliet (samen met de positie van de satelliet).

Een satellietnavigatiesysteem werkt door het tijdsignaal van drie of meer satellieten te ontvangen en door de positie van de satellieten uit te werken en hoe lang de signalen duurden om aan te komen, kan het een positie trianguleren.

Een gps-tijdserver heeft nog minder informatie nodig en slechts één satelliet is vereist om een ​​timingreferentie te ontvangen. De antenne van een gps-tijdserver ontvangt een tijdsignaal van één van de 33 satellieten in een baan om zicht, dus de beste plaats om de antenne te bevestigen, is het dak.

Meest toegewijd GPS NTP tijdservers vereisen een goede 48-uur om een ​​vaste positie op een satelliet te vinden en te krijgen, maar als ze eenmaal beschikbaar zijn, is het zeldzaam dat de communicatie verloren gaat.

De tijd die door GPS-satellieten wordt doorgegeven, wordt GPS-tijd genoemd en hoewel deze verschilt naar de officiële globale tijdschaal UTC (Coordinated Universal Time) omdat beide gebaseerd zijn op atomische tijd (TAI), wordt de GPS-tijd eenvoudig geconverteerd door NTP.

Een GPS-tijdserver wordt vaak een stratum 1 NTP-apparaat genoemd, een stratum 2-apparaat is een apparaat dat de tijd van de GPS-tijdserver ontvangt. Stratum 2- en stratum 3-apparaten kunnen ook als tijdservers worden gebruikt en op deze manier kan een enkele GPS-tijdserver als timingbron voor een onbeperkte hoeveelheid computers en apparaten werken zolang de hiërarchie van NTP wordt gevolgd.