The Atomic Clock en de NTP Time Server
Gepost door Richard N Williams on Oktober 1st, 2008
De meeste mensen hebben van gehoord atoomklokken, hun nauwkeurigheid en precisie zijn bekend. Een atoXUMUMMIC klok heeft het potentieel om honderden miljoenen jaren lang te blijven en geen seconde te verliezen in drift. Drift is het proces waarbij klokken verliezen of tijd winnen vanwege de onnauwkeurigheden in de mechanismen waardoor ze werken.
Mechanische klokken, bijvoorbeeld, bestaan al honderden jaren, maar zelfs de duurste en goed ontworpen zal minstens een seconde per dag meegaan. Hoewel elektronische klokken nauwkeuriger zijn, zullen ze ook met ongeveer een seconde per week afdrijven.
Atoomklokken hebben geen vergelijking als het gaat om het bijhouden van de tijd. Omdat een atoomklok gebaseerd is op de oscillatie van een atoom (in de meeste gevallen het cesium 133-atoom) dat een exacte en eindige resonantie heeft (cesium is 9,192,631,770 per seconde), dit maakt ze nauwkeurig tot binnen een miljardste van een seconde (een nanoseconde) .
Hoewel dit soort nauwkeurigheid ongeëvenaard is, heeft het technologieën en innovaties mogelijk gemaakt die de wereld hebben veranderd. Satellietcommunicatie is alleen mogelijk dankzij de tijdwaardigheid van atoomklokken, net als satellietnavigatie. Naarmate de snelheid van het licht (en dus radiogolven) met meer dan 300,000km toeneemt, kan een tweede onnauwkeurigheid van een seconde een navigatiesysteem honderdduizenden kilometers ver achter zich laten.
Nauwkeurige nauwkeurigheid is ook essentieel in veel moderne computertoepassingen. Wereldwijde communicatie, met name financiële transacties, moet precies worden uitgevoerd. In Wall Street of de Londense effectenbeurs kan een seconde de waarde van aandelen zien stijgen of dalen met miljoenen. Online reserveren vereist ook de nauwkeurigheid en perfecte synchronisatie die alleen atoomklokken kunnen bieden, anders kunnen tickets meer dan eens worden verkocht en kunnen geldautomaten uiteindelijk uw lonen tweemaal uitbetalen als u een geldautomaat met een langzame klok vindt.
Hoewel dit misschien wenselijk is voor de meer oneerlijke mensen, heeft het niet veel verbeeldingskracht nodig om te begrijpen welke problemen een gebrek aan nauwkeurigheid en synchronisatie kan veroorzaken. Om deze reden is een internationale tijdschaal ontwikkeld gebaseerd op de tijd die door atoomklokken wordt verteld.
UTC (Coordinated Universal Time) is overal hetzelfde en kan verantwoordelijk zijn voor het vertragen van de rotatie van de aarde door het toevoegen van schrikkelseconden om UTC op één lijn te houden met GMT (Greenwich Meantime). Alle computernetwerken die deelnemen aan wereldwijde communicatie moeten worden gesynchroniseerd met UTC. Omdat UTC gebaseerd is op de tijd die atoomklokken ons vertellen, is dit de meest precieze tijdschaal die mogelijk is. Om een computernetwerk te ontvangen en te houden gesynchroniseerd met UTC heeft het eerst toegang nodig tot een atoomklok. Dit zijn dure en grote apparaten en zijn over het algemeen alleen te vinden in grootschalige fysicalaboratoria.
Gelukkig kan de tijd van deze klokken nog steeds worden ontvangen door een netwerktijdserver verdorren door gebruik te maken van tijd- en frequentie lange golf uitzendingen uitgezonden door nationale fysica laboratoria of van de GPS (Global Positioning System). NTP (netwerktijd protocol) kan vervolgens deze UTC-tijd naar het netwerk distribueren en het tijdsignaal gebruiken om alle apparaten in het netwerk perfect gesynchroniseerd te houden met UTC.
Dit bericht is geschreven door Richard N Williams
Richard N Williams is een technisch auteur en een specialist in de NTP-server en de tijd synchronisatie industrie. Richard N Williams op Google+
