Saatlerimize veya ofis saatine baktığımızda, sıklıkla verilen zamana göre doğrudur. Saatlerimizin on dakika hızlı ya da yavaş olup olmadığını fark edebiliriz ancak bir iki saniye olup olmadığına dikkat et.

Ancak binlerce yıldır insanlık gittikçe artan bir oranda doğru saatler bugün uydu navigasyon çağımızda faydaları bol olan, NTP sunucuları, İnternet ve küresel iletişim.

Doğru zamanın nasıl ölçülebileceğini anlamak için, zaman kavramını anlamak ilk önce önemlidir. Dünya'da binyılda ölçüldüğü zaman, Einstein'ın bize bildirdiği gibi, kendisinin dört boyutlu bir uzay-zaman olarak tarif ettiği evrenin kendisinin bir parçası olduğu zamanın kendine özgü farklı bir konseptidir.

Yine de, tarihsel olarak, zamanın kendisinden değil, Güneş'e ve Ay'a karşı gezegenimizin rotasyonuna dayalı zamanı ölçtük. Bir gün, 24 eşit parçaya (saat) bölünür ve her biri 60 dakikaya bölünür ve dakika 60 saniyeye bölünür.

Bununla birlikte, günümüzde Dünya'nın rotasyonu gün geçtikçe değiştiği için zamanı bu şekilde ölçmenin doğru sayılmadığı anlaşıldı. Gelgit kuvvetleri, kasırgalar, güneş rüzgarları ve hatta kutuplardaki kar miktarı gibi her çeşit değişken Dünya'nın dönüş hızını etkiler. Aslında, dinozorlar dünyayı dolaşmaya ilk başladığında, bugün ölçtüğümüz gibi bir günün uzunluğu sadece 22 saat olurdu.

Şimdi zamanımızı atomların geçişinde kullanıyoruz. atomik saatler taban durumundaki birleşmemiş sezyum atomunun aşırı ince geçişiyle yayılan radyasyonun 9,192,631,770 periyotlarına dayanan ikinci bir saniye ile. Bu karmaşık görünse de, aslında hiçbir zaman değişmeyen ve bu nedenle zamanımızın temelini oluşturan oldukça doğru bir referans sağlayabilen yalnızca bir atomik 'kene'.

Atomik saatler bu atomik rezonansı kullanır ve bir saniyenin bile bir milyar yıl içinde kaybolmadığı kadar doğru olan zamanı tutabilir. Modern teknolojilerin tümü bu hassaslığın avantajından yararlanarak bugün uydu iletişim, NTP sunucuları ve hava trafik kontrolü, hayatımızı değiştirerek değişiyor.

Atom çağında bir çağda ve NTP sunucu zaman tutma, şimdi artan hassasiyetle, artık kabul ettiğimiz teknolojilerin ve sistemlerin çoğuna izin vererek daha doğru ve o halde daha doğru.

Zaman işleyişi her zaman insanlığın bir meşguliyken, son birkaç on yıl içinde gerçek doğruluk mümkün olmuştur. atom saati.

Atomik zaman öncesinde, ortalama dijital saatte bulunanlar gibi elektrik osilatörleri zamanın en doğru ölçüsüdür ve bu gibi elektronik saatler öncekilerden çok daha hassastır - mekanik saatler, yine de haftada bir saniyeye kadar sürüklenebilir .

Peki neden zamanın bu kadar kesin olması gerekiyor, sonuçta bir saniye ne kadar önemli olabilir? Hayatımızın günlük hayatında bir saniye o kadar da önemli değildir ve elektronik saatler (ve hatta mekanik olanlar da) ihtiyaçlarımız için yeterli zaman tutmayı sağlar.

Günlük hayatımızda saniyenin bir farkı vardır ama birçok modern uygulamada ikincisi bir çağ olabilir.

Modern uydu navigasyonu bir örnektir. Bu cihazlar yeryüzünün herhangi bir yerini birkaç metreye kadar saptayabilir. Ancak bunu, ancak navigasyon uydularından gönderilen zaman sinyalinin saniyede yaklaşık 300,000 km olan ışık hızda ilerlediği için sistemi kontrol eden atom saatlerinin ultra hassas doğası nedeniyle bunu yapabilirler.

Işık, saniyede böyle geniş bir mesafeyi dolaştığında, uydu navigasyon sistemini yöneten herhangi bir atom saati, bir saniyelik bir sürede çıktığında, konumlandırma binlerce kilometre kadar yanlış olur ve bu da konumlandırma sistemini işe yaramaz hale getirir.

Benzer doğruluk ve aynı zamanda ticaret ve iletişim yollarının birçoğu gerektiren birçok başka teknoloji vardır. Hisse senetleri ve hisse senetleri her saniyede bir aşağı yukarı dalgalanmakta ve küresel ticaret, dünyanın dört bir yanındaki herkesin aynı saatte iletişim kurmasını gerektirmektedir.

Çoğu bilgisayar ağı, NTP sunucu (Ağ Zaman Protokolü). Bu aygıtlar, bilgisayar ağlarının hepsinin aynı atomik saat tabanlı zaman ölçekli UTC'yi (eşgüdümlü evrensel zaman) kullanmasına izin verir. Kullanarak UTC Bir NTP sunucusu üzerinden bilgisayar ağları birkaç milisaniye içinde birbirine senkronize edilebilir.

Stratejileri Organize Etmek

Tabaka seviyeleri, bir cihaz ile referans saati arasındaki mesafeyi tanımlar. Örneğin bir fizik laboratuarında veya GPS uydusunda bulunan bir atom saati bir 0 katmanı aygıtıdır. bir katman 1 cihaz, bir katman 0 cihazından zaman alan bir zaman sunucusudur; NTP sunucu 1 katmanıdır. Zaman sunucusundan saatler alan bilgisayarlar ve yönlendiriciler gibi aygıtlar katman 2 aygıtlarıdır.

NTP 16 katman seviyelerini destekleyebilir ve her ne kadar doğrulukta bir düşüş olsa da, stratum seviyeleri gittikçe uzaklaşırsa, şebeke tıkanıklığına veya bant genişliğinde tıkanmaya neden olmaksızın tek bir NTP sunucusundan birinin tümüne büyük bir ağ almasına izin verecek şekilde tasarlanır. .

Kullanırken NTP sunucu cihazın zaman talepleri ile aşırı yüklenmemesi önemlidir, bu nedenle şebeke, şebekeden istek alarak belirli sayıda makine ile bölünmelidir. NTP sunucu (NTP sunucusu üreticisi işleyebileceği istek sayısını önerebilir). Bu katman 2 cihazları, diğer cihazlar için zaman referansları olarak kullanılabilir (çok katmanlı 3 cihazları haline gelir), daha sonra büyük referans ağlarında zaman referansları olarak kullanılabilirler.

Burada, Kalyon Sistemleri, Avrupa'nın önde gelen tedarikçilerinden biri NTP sunucu sistemleri, tüm müşterilerimize, tedarikçilerimize ve hatta rakiplerimize Mutlu Noeller ve Mutlu Yıllar dileriz. Umarız 2009, sizin için başarılı bir yıldır.

Atomik Saatleri kullanan doğru zaman, İngiltere ve Kuzey Avrupa'nın bazı bölümlerinde MSF Atomik Saat zaman sinyali Cumbria, İngiltere'den iletilen; bilgisayarlardaki ve diğer elektrikli ekipmanların zamanını senkronize etme olanağı sağlar.

İngiltere MSF sinyali, TGA - Ulusal Fizik Laboratuarı. MSF'nin yüksek verici gücü (50,000 watt), çok verimli bir anten ve son derece düşük bir frekans (60,000 Hz) vardır. Karşılaştırma için, tipik bir AM radyo istasyonu, 1,000,000 Hz frekansında yayın yapar. Yüksek güç ve düşük frekansın kombinasyonu, MSF'den gelen radyo dalgalarına çok fazla sıçrama getirir ve bu tek istasyon, İngiltere'nin bir kısmını ve bazı Avrupa kıtalarını kapsayabilir.

Zaman kodları MSF'den mümkün olan en basit sistemlerden birini kullanarak ve saniyede bir bitlik çok düşük bir veri hızında gönderilir. 60,000 Hz sinyali her zaman iletilir ancak her saniyede bir 0.2, 0.5 veya 0.8 saniyelik bir süre boyunca güç azalır: • 0.2 saniyelik azaltılmış güç, dijital sıfır anlamına gelir. • 0.5 saniye azaltılmış güç, ikili bir güçtür. • 0.8 saniyelik azaltılmış güç ayırıcıdır. Saat kodu BCD (İkili Kodlanmış Ondalık) olarak gönderilir ve gün ışığından yararlanma süresi ve sıçrama yıllarıyla ilgili bilgilerle birlikte dakika, saat, gün ve yılın süresini gösterir.

Saat, 53 bitleri ve 7 ayırıcıları kullanılarak iletilir ve bu nedenle, iletmek için 60 saniye sürer. Bir saat veya saat, sinyaldeki bilgileri çözmek ve saatin zamanını doğru olarak ayarlamak için son derece küçük ve nispeten basit bir anten ve alıcısı içerebilir. Yapmanız gereken tek şey saat dilimini ayarlamak ve atom saati doğru zamanı gösterecektir.

Dedicated zaman sunucuları MSF zaman sinyali alacak şekilde ayarlanmıştır. Bu cihazlar oa bilgisayar ağını diğer herhangi bir sunucu gibi bağlar; bunlar sadece zamanlama sinyalini alır ve bunları kullanarak ağdaki diğer makinelere dağıtırlar. NTP (Ağ Zaman Protokolü).

UTC zaman kaynağını almak ve dağıtmak ve kimlik doğrulama yapmak için şu anda iki tür NTP sunucusu, GPS NTP sunucusu ve radyo referanslı NTP sunucusu. Her iki sistem de UTC'yi aynı yollarla dağıtırken zamanlama bilgilerini aldıkları yol da farklıdır.

A GPS NTP zaman sunucusu , ideal bir zaman ve frekans kaynağıdır, çünkü nispeten ucuz bileşenleri kullanarak dünyanın her yerinde son derece doğru zaman sağlayabilir. Her bir GPS uydusu, askeri kullanım için L2 ve LNNXX, 1 MHz'de iletilen sivillerin kullandığı iki frekansla iletir. Düşük maliyetli GPS antenleri ve alıcıları artık yaygın bir şekilde mevcuttur.

uydudan yayın radyo sinyali pencerelerden ancak geçebileceği bir GPS anteni için ideal bir konuma gökyüzü iyi bir manzaralı bir çatı üzerinde yapılar tarafından bloke edilebilir. Daha fazla uydu onu sinyalinden daha iyi gelen alabilirsiniz. Ancak, çatı antenleri yüzden baskılayıcı çok GPS kabloya inline yüklü olması tavsiye edilir aydınlatma grev veya diğer gerilim eğilimli dalgalanmaları olabilir.

GPS anteni ve alıcı arasındaki kablo da kritik. Bir kablonun çalıştırabileceği maksimum mesafe normalde yalnızca 20-30 metre ancak yüksek kazançlı bir GPS kablosu ile birlikte verilen yüksek kaliteli bir koaksiyel kablo, 100 metrelik kablolu kablo kullanımını aşmasına olanak tanıyan kazanç artırmak için sıraya yerleştirilmiştir. Bu, sunucu antenin çok uzağındaysa, daha büyük binalarda kurulumda zorluklar oluşturabilir.

Alternatif bir çözüm, referanslı bir radyo kullanmaktır. NTP zaman sunucusu. Bunlar, UTC zamanını yayınlayan ulusal ve frekanslı bazı radyo yayınlarına güveniyor. İngiltere'de sinyal (MSF olarak anılacaktır) Ulusal Fizik Laboratuvarı Birleşik Krallık'ın ulusal zaman referansı olarak hizmet veren Cumbria'da ABD'de (WWVB) ve Fransa, Almanya ve Japonya'da da benzer sistemler bulunmaktadır.

Radyo tabanlı NTP sunucu genellikle rafa monte edilebilir bir zaman sunucusundan ve radyo zamanını ve frekans yayınını alan bir plastik muhafaza içinde bir ferrit çubuktan oluşan bir antenden oluşur. Optimum sinyal gücü için daima yatay olarak şanzımana doğru dik açıyla monte edilmelidir. Veri saniyede 60 atımlarla gönderilir. Bu sinyaller UTC zamanını 100 mikrosaniyelik bir doğruluğa ulaştırır, ancak radyo sinyali sınırlı bir menzile sahiptir ve parazitlenmeye karşı savunmasızdır.

Uluslararası Yer Döndürme ve Referans Sistemleri Servisi (IERS) 2008'in Leap Second'un eklenmesine karar verdiği için Yılbaşı kutlamaları bu yıl bir saniye daha beklemek zorunda kalacak.

IERS Temmuz ayında Paris'te 2008, 31, 2005 den bu yana birincilikle XNUMX'a olumlu bir Sıçrama Saniyesi ekleneceğini açıkladı. Sıçrama Saniyeleri, Dünya'nın dönüşünün öngörülemezliğini telafi etmek ve UTC'yi (Eşgüdüm Evrensel Saati) GMT (Greenwich Meantime) ile tutmak için sunuldu.

Yeni ekstra saniye, bu yılın son gününde 23 saat, 59 dakika ve 59 saniye Koordineli Evrensel Zaman - 6: 59: 59, Doğu Standart Saati eklenecek. 33 Sıçrama Saniyesi, 1972 tarihinden bu yana eklendi

NTP sunucu Bilgisayar ağlarında saat senkronizasyonunu kontrol eden sistemler, UTC (Koordinatlı Evrensel Zaman) tarafından yönetilmektedir. Yılın sonunda ilave bir saniye eklendiğinde, UTC otomatik olarak ek saniye olarak değiştirilir. #

İster bir NTP sunucu MSF, WWVB veya DCF gibi bir zaman sinyali iletimi alır veya GPS şebekesinden sinyal otomatik olarak Sıçrama İkinci mesajını taşır.

Uluslararası Toprak Döndürme ve Referans Sistemleri Servisi'nden (IERS) Dökme İkinci Bildiri

SERVİS ULUSLARARASI DE LA ROTASYONU TERRESTRE ET DES SİSTEMLERİ DE REFERANS

SERVİS DE LA ROTASYONU TERRESTRE
GÖZLEMCÜ DE PARIS
61, Av. de l'Observatoire 75014 PARIS (Fransa)
Tel. : 33 (0) 1 40 51 22 26
FAX: 33 (0) 1 40 51 22 91
e-posta: services.iers@obspm.fr
https://hpiers.obspm.fr/eop-pc

Paris, 4 Temmuz 2008

Bülten C 36

Zaman ölçüm ve dağıtımından sorumlu makamlara

UTC ZAMAN BASAMAK
Ocak 1'ün 2009st'inde

2008 Aralık ayının sonunda olumlu bir sıçrayış tanıtılacaktır.
UTC ikinci işaretlerin tarih sırası şöyledir:

2008 Aralık 31, 23h 59m 59s
2008 Aralık 31, 23h 59m 60s
2009 Ocak 1, 0h 0m 0s

UTC ve Uluslararası Atomik Zaman TAI arasındaki fark:

2006 Ocak 1, 0h UTC'den 2009 Ocak 1 0h UTC'ye: UTC-TAI = - 33s
2009 Ocak 1, 0h UTC'den sonraki bildirime kadar: UTC-TAI = - 34s

Sıçrama saniyeleri, Aralık ayının sonunda UTC'ye dahil edilebilir

A GPS saat sunucusu Gerçekten bir iletişim cihazıdır. Amacı, bir zamanlama sinyali almak ve bunu bir ağdaki tüm aygıtlar arasında dağıtmaktır. Zaman sunucusuna genelde farklı şeyler denir. ağ zaman sunucusu, GPS zaman sunucusu, radyo zaman sunucusu ve NTP sunucusu.

Çoğu zaman sunucusu, NTP protokolünü (Ağ Zaman Protokolü) kullanır. NTP, İnternetin en eski protokollerinden biridir ve bir zaman sunucusu kullanan makinelerin çoğunluğu tarafından kullanılır. NTP genellikle çoğu işletim sisteminde temel bir biçimde kurulur.

A GPS saat sunucusu, adlardan da anlaşılacağı üzere, GPS ağı. GPS uyduları gerçekten saatlerin yörüngesinden başka bir şey değildir. Her GPS uydusu bir atom saatidir. Bu saatten itibaren ultra hassas zaman, uydudan (uydu konumuyla birlikte) iletilen şeydir.

Bir uydu seyrüsefer sistemi, üç veya daha fazla uydunun saat sinyalini alıp uyduların konumunu belirterek ve sinyallerin gelme süresini uzatarak çalışır, bir konumu üçgenleştirebilir.

Bir GPS zaman sunucusunun daha az bilgiye ihtiyacı vardır ve bir zamanlama referansı almak için yalnızca bir uydu gereklidir. Bir GPS zaman sunucusunun antenine 33 yörüngedeki uyduların birinden görme hattı vasıtasıyla bir zamanlama sinyali gönderilir, bu nedenle anteni sabitlemek için en iyi yer çatıdır.

En adanmış GPS NTP zaman sunucuları bir uydu üzerinde sabit bir yer tespiti yapmak ve bulmak için iyi bir 48 saat gerekir, ancak bir kere oldukları zaman iletişimin kaybolması enderdir.

GPS uyduları tarafından iletilen zaman, GPS saati olarak bilinir ve her ikisi de atomik zamana (TAI) dayandığı için resmi global zaman ölçeği UTC'ye (Koordinatlı Evrensel Zaman) farklı olsa da, GPS zamanı kolayca NTP ile dönüştürülür.

Bir GPS zaman sunucusu genellikle bir katman 1 NTP cihazı olarak adlandırılır, bir katman 2 cihazı, GPS zaman sunucusundan saati alan bir makinedir. Stratum 2 ve katman 3 cihazları aynı zamanda bir zaman sunucusu olarak da kullanılabilir ve bu yolla tek bir GPS zaman sunucusu, sınırsız miktarda bilgisayar ve cihaz için zamanlama kaynağı olarak çalışabilir; NTP takip edilir.

atomik saatler Zaman tutma cihazlarının doruk noktasıdır. Modern atom saatleri, 100,000,000 yıllarında (100 milyon) zamanında bile bir saniye bile kaybolmadığı bu tür kesinliğe zaman ayırabilmektedir. Bu yüksek doğruluk yüzünden atom saatleri dünyanın zaman ölçeğinin temelini oluşturur.

1972'te, atomik saatler tarafından söylenen zamana dayalı olarak küresel iletişim ve zamana duyarlı, yığınların satın alınması ve küresel bir zaman ölçeği paylaşımı işlemlerine izin vermek için geliştirildi. Bu zaman ölçeği, Eşgüdümlü Evrensel Zaman (UTC) Uluslararası Ağırlıklar ve Önlemler Bürosu (BIPM), dünyanın dört bir yanındaki 230 laboratuvarlarından 65 atomik saatlerin bir takımyıldızı kullandı.

Atomik saatler atomun temel özelliklerine, kuantum mekaniği olarak bilinir. Kuantum mekaniği, bir atomun çekirdeğini yörünleyen bir elektronun (negatif yüklü parçacık), doğru miktarda enerji emip çıkarmaya bağlı olarak farklı seviyelerde veya yörüngede uçlarda bulunabileceğini önermektedir. Bir elektron, yeterli enerjiyi emdiğinde veya bıraktığında, başka bir seviyeye "atlayabilir", bu bir kuantum sıçraması olarak bilinir.

Bu iki enerji durumu arasındaki frekans, zaman tutmak için kullanılır. Çoğu atomik saatler, iki seviye arasındaki geçişe karşılık gelen 9,192,631,770 radyasyon periyoduna sahip olan sezyum atomuna dayanır. Sezyum saatlerinin doğruluğundan dolayı, BIPM şimdi bir saniyenin, sezyum atomunun 9,192,631,770 döngüsü olarak tanımlandığını düşünmektedir.

Atomik saatler, hassas zamanlamanın gerekli olduğu binlerce farklı uygulamada kullanılır. Uydu iletişimi, hava trafiği kontrolü, İnternet ticareti ve GP'ler, zaman tutmak için atom saatleri gerektirir. Atomik saatler bir yöntem olarak da kullanılabilir bilgisayar ağlarını senkronize etme.

Kullanan bir bilgisayar ağı NTP zaman sunucusu bir radyo iletimini veya GPS uyduları tarafından yayınlanan sinyalleri (Global Positioning System) bir zamanlama kaynağı olarak kullanabilir. NTP programı (ya da daemon'u) o zaman o ağdaki tüm aygıtların atom saatiyle söylendiği zamana eşzamanlanmasını sağlar.

Kullanarak NTP sunucu bir atom saatine senkronize edildiğinde, bir bilgisayar ağı aynı zamana duyarlı hareketlerin dünya çapında yürütülebilmesini sağlayan diğer ağlarla aynı eşgüdümlü evrensel zamanı çalıştırabilir.

NTP (Ağ Zaman Protokolü), Internet'te en çok kullanılan saat senkronizasyon protokolüdür. Başarının nedeni, hem esnek hem de oldukça doğru (hem de özgür olmak) olmasıdır. NTP aynı zamanda binlerce makinenin yalnızca birinden bir zamanlama sinyali alabilmesini sağlayan hiyerarşik bir yapıya sahiptir NTP sunucu.

Açıkçası, bir ağdaki bin makinenin hepsi aynı anda NTP sunucusundan bir zamanlama sinyali almaya çalışırsa ağ darboğazlanır ve NTP sunucusu işe yaramaz hale gelirdi.

Bu nedenle, NTP stratum ağacı var. Ağacın tepesinde, bir katman 1 aygıtı olan NTP zaman sunucusu (sunucunun zamanını aldığı atom saati olan bir katman 0 aygıtı) bulunur. Aşağıda NTP sunucu, birkaç sunucu veya bilgisayar, 1 katmanından zamanlama bilgisi alır. Bu güvenilir cihazlar, zamanlama bilgilerini başka bir bilgisayar ya da sunucu katmanına dağıtan stratum 2 sunucuları haline gelir. Bunlar daha sonra alt katmanlara (stratum 3, stratum 4 vb.) Zamanlama bilgisi dağıtabilen 5 tabaka haline gelir.

Orijinal katman 1 cihazından daha uzakta olsalar da, senkronizasyonu daha az doğru oldukları halde, tüm NTP dokuz katman seviyesini destekleyebilir. Bir NTP hiyerarşisinin nasıl kurulduğuna ilişkin bir örnek için lütfen bunu görün stratum ağacı