Atoomklokken bestaan ​​al meer dan vijftig jaar of zo. Het zijn klokken die een atoomresonantiefrequentie gebruiken als tijdelement in plaats van conventionele oscillerende kristallen zoals kwarts.

De meeste atoomklokken maken gebruik van de resonantie van het atoom cesium-133 dat elke seconde resoneert met een exacte frequentie van 9,192,631,770. Sinds 1967 heeft het Internationale Systeem van Eenheden (SI) het tweede gedefinieerd als het aantal cycli van cesium -133 dat atoomklokken (soms cesiumoscillatoren genoemd), de standaard voor tijdmetingen maakt.

Omdat de resonantie van het cesium-133-atoom zo nauwkeurig is, maakt dit atoomklokken nauwkeurig tot minder dan 2 nanoseconden per dag, wat overeenkomt met ongeveer één seconde in 1.4 miljoen jaar.

Omdat atoomklokken zo nauwkeurig zijn en een continue en stabiele tijdschaal kunnen behouden, is een universele tijd, UTC (Coordinated Universal Time of Temps Universel Coordonné), ontwikkeld en ondersteunt deze functies zoals schrikkelseconden - toegevoegd ter compensatie van de vertraging van de Rotatie van de aarde.

Echter, atoomklokken zijn extreem duur en zijn over het algemeen alleen te vinden in grootschalige fysica laboratoria. NTP (Network Time Protocol), het standaardmiddel voor het bereiken van tijdsynchronisatie op computernetwerken, kan echter worden gesynchroniseerd met een atoomklok door gebruik te maken van het Global Positioning System (GPS) -netwerk of gespecialiseerde radiotransmissies.

De meest gebruikte is het GPS (Global Positioning System), ontwikkeld door het Amerikaanse leger. GPS bevat ten minste 24-communicatiesatellieten in een hoge baan, die nauwkeurige positionerings- en locatie-informatie bieden. Elke GPS-satelliet kan dit alleen doen door gebruik te maken van een atoomklok die op zijn beurt kan worden gebruikt als een tijdreferentie.

Een GPS-tijdserver is een ideale tijd- en frequentiebron, omdat deze overal ter 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.

Er zijn ook een aantal nationale tijd- en frequentie radio-uitzendingen die kunnen worden gebruikt om een ​​NTP-server te synchroniseren. In Groot-Brittannië wordt het signaal (genaamd MSF) uitgezonden door het National Physics Laboratory in Cumbria, dat dienst doet als de nationale tijdreferentie van het Verenigd Koninkrijk, er zijn ook vergelijkbare systemen in Colorado, VS (WWVB) en in Frankfurt, Duitsland (DCF-77). Deze signalen bieden UTC-tijd tot een nauwkeurigheid van 100-microseconden, maar het radiosignaal heeft een eindig bereik en is gevoelig voor interferentie.

Het gebruik van een GPS NTP-server of een op radio gebaseerde NTP-tijdserver, netwerktijdclients, kan binnen enkele milliseconden UTC worden gesynchroniseerd, afhankelijk van het netwerkverkeer.

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+