atomik saatler Zaman tutma cihazlarında en üst düzeydedir. Bir atom saati bir milyon yıl içinde bir saniye kadar sürüklenmeyeceğinden doğrulukları inanılmazdır ve bu, bir sonraki en iyi kronometrelerle karşılaştırıldığında, örneğin bir haftada bir saniye süren elektronik saat gibi bir atom saati inanılmaz derecede daha kesin.

Atomik saatler dünya üzerinde kullanılmaktadır ve birçok modern teknolojinin kalbi olan kabiliyetli uygulamaları bir araya getiren sayısız uygulamadır. İnternet ticareti, uydu navigasyonu, hava trafik kontrolü ve uluslararası bankacılık, ağırlıklı olarak

Aynı zamanda, bu saatlerin takımyıldızı tarafından da geçerli olan UTC (Eşgüdümlü Evrensel Zaman) dünyadaki zaman ölçeğini yönetirler (ancak UTC, sıçrama saniye ekleyerek Dünya'nın dönüşünün yavaşlamasına uyum sağlamak için ayarlanmalıdır).

Bilgisayar ağlarının genellikle UTC ile senkronize çalışması gerekir. Bu senkronizasyon, zaman duyarlı işlemleri gerçekleştiren veya yüksek düzeyli güvenlik gerektiren ağlarda yaşamsal öneme sahiptir.

Yeterli zaman senkronizasyonu olmayan bir bilgisayar ağı, aşağıdakileri içeren birçok soruna neden olabilir:

Veri kaybı

• Hataları belirleme ve kaydetme zorlukları
• Güvenlik ihlalleri riski arttı.
• Zamana duyarlı işlemleri yapamıyor

Bu nedenlerden dolayı birçok bilgisayar ağı UTC kaynağına senkronize edilmeli ve olabildiğince doğru tutulmalıdır. Ve atom saatleri fizik laboratuarlarının sınırları içinde bulunan büyük hantal cihazlar olmasına rağmen, onları bir zaman kaynağı olarak kullanmak son derece basittir.

Ağ Zaman Protokolü (NTP), yalnızca ağların ve bilgisayar sistemlerinin senkronizasyonu için tasarlanmış bir yazılım protokolüdür ve bir özel NTP sunucusu bir atom saatinin zamanı, zaman sunucusu tarafından alınabilir ve NTP'yi kullanarak ağın etrafında dağıtılır.

NTP sunucuları kullanım radyo frekanslarını ve daha yaygın olarak GPS uydu sinyallerini atomik saat zamanlama sinyallerini almaya yönlendirir ve bu sinyal, daha sonra, her cihazın olabildiğince doğru olmasını sağlamak için düzenli olarak her bir cihazı ayarlayan NTP ile ağa yayılır.

Gelecek yılın başlangıcını işaretlemek için Yılbaşı gecesinde saydığınızda 10 veya 11'de başladınız mı? Çoğu telaşçı ondan sayılırdı, ancak geçen sene fazladan bir saniye eklendiği için bu yıl erken gelmiş olacaktı - sıçrama saniyesi.

Sıçrama saniyeler normalde yılda bir veya iki kez (normalde Yılbaşı Gecesi ve Haziran'da) eklenir ve böylece global zaman ölçeğini UTC (Koordineli Evrensel Zaman) astronomik gün ile çakışır.

UTC ilk uygulandığından beri sıçrama saniyeleri kullanılmıştır ve bunlar zaman işleyişindeki doğruluğumuzun doğrudan bir sonucudur. Sorun şu ki modern atomik saatler yeryüzünün kendisinden çok daha doğru zaman ölçüm cihazlarıdır. Bir zamanların tam 24 saat olduğu düşünülen, bir günün uzunluğunun değiştiği atom saatleri ilk ortaya çıktığında fark edildi.

Değişkenlere, Dünya'nın ayın yerçekimi ve gelgit kuvvetlerinden etkilenen Dünya'nın dönüşü neden olur ve bunların hepsi dünyanın dönüşünü çok yavaşlatır.

Bu dönme yavaşlama, sadece küçük olmasına rağmen, kontrol edilmezse UTC günü çok geçmeden astronomik bir geceye sürüklenir (binlerce yıldır olsa da).

Bir Sıçrama İhtiyacının gerekli olup olmadığı kararı, Uluslararası Yer Döndürme Hizmeti'nin (IERS) yetkisidir, ancak Sıçrama Süreleri herkesle popüler değildir ve ortaya çıktıklarında potansiyel sorunlara neden olabilirler.

UTC, tarafından kullanılır NTP zaman sunucuları (Ağ Zaman Protokolü) bir zaman referans olarak bilgisayar ağları ve diğer teknoloji ve bozulma senkronize etmek Sıçrama saniyede neden olabilir uğraşmaya değmez.

Bununla birlikte, gökbilimciler gibi diğerleri, UTC'yi astronomik bir güne uymazlarsa, göklerin incelenmesini neredeyse imkansız hale getireceklerini söylüyorlar.

Saniye önce eklenen son sıçrama 2005'deydi, ancak 23 saniye sonra 1972'den beri UTC'ye eklendi.

Dünyada nerede olursanız olun, günün herhangi bir saatinde zamanı bilmeliyiz, ancak Dünya'da nerede olursanız olun, her gün aynı miktarda sürerken, aynı zaman ölçeği küresel olarak kullanılmıyor.

17.00'da ya da ABD'de 14.00'de çalışmaya başlamak zorunda kalmış Avustralyalıların pratikliği, Greenwich resmi prime meridyen olarak adlandırıldığı zaman (bu tarih çizelgesinin resmen olduğu yerde) tartışılsa da, tek bir zaman ölçeğinde dava açmayı reddedecekti. Dünya için 125 yıl önce.

Yukarıdaki nedenlerle küresel zaman ölçeği fikri reddedilirken, daha sonra 24 uzunlamasına çizgilerinin dünyayı farklı zaman dilimlerine ayırması kararlaştırıldı. Bunlar, GMT'den yaklaşık + 12 saat olan gezegenin zıt tarafında yeryüzüne çıkacaktı.

Bununla birlikte, 1970'in küresel iletişim alanındaki büyümesi, bir evrensel zaman ölçeğinin benimsenmesi ve bugün pek çok kişinin haberdar olmadığı halde bugün hala çokça kullanılmaya devam ettiği anlamına geliyordu.

UTC, Eşgüdümlü Evrensel Saat, GMT (Greenwich Mekân) temelli olup, atom saatleri bir takımyıldızı tarafından tutulmaktadır. Yer çekim kuvveti ve gelgit kuvvetlerinin neden olduğu Yerkürenin yavaşlamasına karşı koymak için, yılda iki kez bir kez eklenen "sıçrama saniyeleri" olarak bilinen ek saniye ile yeryüzünün rotasyonundaki değişimleri de hesaplar.

Çoğu kişi UTC'yi daha önce hiç duymamış olsa da veya doğrudan bilgisayar ağlarıyla inkar edilemez şekilde yaşamımız üzerindeki etkisini UTC'ye kadar UTC ile senkronize ederek kullanıyor olsa da NTP zaman sunucuları (Ağ Zaman Protokolü).

Tek bir zaman çizelgesine yapılan bu senkronizasyon olmadan bugün verilen teknoloji ve uygulamaların birçoğu imkansız olacaktır. Hisse senetleri ve hisse senetleri ile internet alışverişine, e-postaya ve sosyal paylaşım işlemlerine kadar her şey UTC ve NTP zaman sunucusu.

DCF 77 sinyali, Almanya'nın Frankfurt kentinden 77 KHz'de yayınlanan uzun dalga iletimidir. DCF -77, Alman ulusal fizik laboratuarı Physikalisch-Technische Bundesanstalt tarafından iletilir.

DCF-77, UTC zamanının doğru bir kaynağıdır ve hassaslığını garanti eden atom saatleri tarafından üretilmektedir. DCF-77, doğru bir zaman referansına ihtiyaç duyan teknolojilerle Avrupa'nın dört bir yanında benimsenebilecek yararlı bir zaman kaynağıdır.

Radyo kontrollü saatler ve ağ zaman sunucuları zaman sinyalini alırlar ve zaman sunucuları söz konusu olduğunda, bu zaman sinyalini bir bilgisayar ağı üzerinden dağıtırlar. Çoğu bilgisayar ağı, DCF 77 zaman sinyalini dağıtmak için NTP'yi kullanır.

Zaman senkronizasyonu için DCF gibi bir sinyal kullanmanın avantajları vardır. DCF uzun dalgadır ve bu nedenle diğer elektrikli cihazlardan kaynaklanan girişime maruz kalabilir ancak DCF'ye, genel olarak UTC zaman kaynağı olan GPS (Global Positioning System - Küresel Konumlandırma Sistemi) üzerinde avantaj sağlayacak binalara nüfuz edebilir; gökyüzü uydu yayınlarını alır.

Diğer uzun dalga radyo sinyalleri, DCF-77'e benzer diğer ülkelerde mevcuttur. İngiltere'de MSF -60 sinyali, Cumbria'dan NPL (Ulusal Fizik Laboratuarı) tarafından yayınlanırken, NIST (Ulusal Standartlar ve Saat Enstitüsü) Boulder, Colorado'daki WVBB sinyalini iletir.

NTP zaman sunucuları bu uzun dalga iletimlerini alma ve daha sonra zaman kodunu bir senkronizasyon kaynağı olarak kullanma etkin bir yöntemdir. NTP sunucuları DCF, MSF ve WVBB'yi alabildikleri gibi çoğu da GPS sinyalini de alabiliyorlar.

Sanayi devriminin ilk günlerinden itibaren, demiryolu hatları ve telgrafın zaman dilimleri boyunca yayılmasıyla birlikte, dünyanın neresinde olursanız olun aynı zamanın kullanılmasına izin verecek bir küresel zaman ölçeği gerekliliği ortaya çıktı.

Küresel zaman ölçeğinde ilk girişim, GMT - Anlaşıldı mı Greenwich? Bu, Güneş'in doğrudan 12 öğle saatinde olduğu Greenwich Meridyenine dayanıyordu. GMT seçildi, öncelikle İngiliz imparatorluğunun geri kalanı üzerindeki etkisinden dolayı dünya seçildi.

Diğer zaman çizelgeleri İngiliz Demiryolları Zamanı gibi geliştirildi, ancak GMT, dünya çapında gerçekten global bir sistemin ilk kez kullanıldığı zamandı.

GMT, evrensel zaman ölçeği olarak, insanların UT (Evrensel Saat) olarak atıf yapmaya başlamasına rağmen, yirminci yüzyılın ilk yarısı boyunca kaldı.

Bununla birlikte, 20. yüzyılın ortalarında atom saatleri geliştirildiğinde, GMT'in yeterince doğru olmadığı belli oldu. Bu yeni doğru kronometreleri temsil etmek için atomik saatler tarafından anlatılan zamana dayalı küresel bir zaman ölçeği arzulandı.

Uluslararası Atom Süresi (TAI) bu amaçla geliştirildi, ancak atom saatlerinin kullanımındaki problemler çok geçmeden belli oldu.

Dünya devriminin ekseni üzerinde tam bir 24 saat olduğu düşünülüyordu. Fakat atom saatleri sayesinde Dünya'nın dönüşü değişti ve 1970'lar yavaşladığı keşfedildi. Yeryüzünün rotasyonundaki bu yavaşlama, aksi takdirde uyuşmazlıkların oluşabileceği ve gecenin binlerce yılda olsa da gündüz yavaşça sürükleneceği hesaplanmalıdır.

Eşgüdümlü Evrensel Zaman Buna karşı gelmek için geliştirildi. Hem TAI hem de GMT'ye dayanan UTC, yılda iki kez (ya da bazen yılda iki kez) sıçrama saniye ekleyerek Dünya'nın dönüşünün yavaşlamasına izin verir.

UTC şu anda tamamen küresel bir zaman ölçeğidir ve dünya üzerindeki ülkeler ve teknolojiler tarafından benimsenmiştir. Bilgisayar ağları üzerinden UTC ile senkronize edilir ağ zaman sunucuları ve protokolü kullanıyorlar NTP doğruluğunu sağlamak için.

Atomik saatler, zamanlayıcıların diğer formlarıyla karşılaştırıldığında hayret eder. Atomik bir saatin bir saniye içinde kaybolması 100,000 yılını alacaktır, bu da özellikle bunu bir günde sürükleyebilen dijital ve mekanik saatler ile karşılaştırdığınızda şaşırtıcı derecede etkilidir.

Fakat atomik saatler ofis veya ev çevresindeki pratik ekipman parçaları değildir. Hantal, pahalıdır ve etkili bir şekilde çalışması için laboratuvar koşulları gerektirirler. Fakat atom saatinden faydalanmak, özellikle atom saati bekçileri gibi, yeterince açıktır NIST (Ulusal Standartlar ve Saat Enstitüsü) ve TGA (Ulusal Fizik Laboratuvarı), atom saatleriyle kısa dalga radyoda anlatılan zamanı yayınladı.

NIST, Boulder, Colorado'dan WWVB olarak bilinen sinyalini iletir ve son derece düşük bir frekansta (60,000 Hz) yayın yapar. WWVB istasyonundan gelen radyo dalgaları ABD'nin tüm kıta artı Kanada ve Orta Amerika'yı kapsayabilir.

TGA sinyali İngiltere'de Cumbria'da yayınlanır ve benzer frekanslar boyunca iletilir. MSF olarak bilinen bu sinyal, Birleşik Krallık'ın çoğunda mevcuttur ve benzer sistemler Almanya, Japonya ve İsviçre gibi diğer ülkelerde mevcuttur.

Radyo kontrollü atom saatleri bu uzun dalga sinyallerini alır ve saatin algıladığı herhangi bir sürüklenmeye göre kendilerini düzeltir. Bilgisayar ağları ayrıca bu atomik saat sinyallerinden yararlanır ve protokolü kullanır NTP (Ağ Zaman Protokolü) ve adanmış NTP zaman sunucuları Yüzlerce ve binlerce farklı bilgisayarı senkronize etmek.

Dünyanın en çok doğru atom saatleri Fransız uzay ajansı tarafından imzalanan bir anlaşma ile yörüngede başlatılacak ve Uluslararası Uzay İstasyonuna (ISS) bağlanacak.

PHARAO (Projet d'Horloge Atomique par Refiddissement d'Atomes ve Orbite) atom saati, Einstein'ın teorisini daha doğru bir şekilde test etmek ve Eşgüdümlı Evrensel Saat'in (UTC) diğer jeodezik deneyler arasında.

PHARAO, her 300,000 yılda bir saniyenin sürüklenmesine tekabül eden doğruluğu olan yeni nesil bir sezyum atom saatidir. PHARAO, Avrupa Uzay Ajansı (ESA) tarafından 2013'de başlatılacak.

Atomik saatler, insanlığın elinde bulunan en doğru zaman ölçüm cihazlarıdır; ancak, Einstein'ın teorisinin öngördüğü gibi yerçekimi çekişinde zamana karşı duyarlıdırlar; zamanın kendisi Dünya'nın elinden çekilir. Bu doğru atomik saati yörüngede konumlandırarak PHARAO'nun Dünya tabanlı saatten daha doğru olmasını sağlayan Dünya'nın yerçekiminin etkisi azaltılır.

Süre atomik saatler Birçok uydunun olduğu gibi yörüngede yeni değil; GPS ağı (Global Positioning System - Küresel Konumlandırma Sistemi) de dahil olmak üzere, atom saatleri içeriyor; ancak, PHARAO bugüne kadar uzaya fırlatılan en doğru saatler arasında yer alacak ve çok daha ayrıntılı analiz için kullanılabilecek.

Atomik saatler 1960'lerden bu yana dolaşıyor ancak artan gelişmeleri gittikçe daha ileri teknolojilerin yolunu açtı. Atomik saatler, uydu navigasyonundan bilgisayar ağıyla tüm dünyada etkili iletişim kurmaya kadar birçok modern teknolojinin temelini oluşturmaktadır.

Bilgisayar ağları atom saatlerinden zaman sinyalleri al üzerinden NTP zaman sunucuları (Network Time Protocol - Ağ Zaman Protokolü), bir bilgisayar ağı ile birkaç milisaniyelik UTC arasında doğru bir şekilde senkronize edilebilir.

Yirmi yıldan fazla bir süredir devam etmekle birlikte, çoğu şebekenin tercih ettiği zaman protokolü NTP (Network Time Protocol) bazı rekabetlere sahiptir.

Şu anda NTP, bilgisayar ağlarını kullanarak senkronize etmek için kullanılmaktadır. ağ zaman sunucuları (NTP sunucuları). Şu anda NTP bir bilgisayar ağıyla birkaç milisaniye arasında senkronizasyon yapabilir.

Hassas Zaman Protokolü (PTP) veya IEEE 1588, çok yüksek doğruluk (nano-ikinci seviye) gerektiren yerel sistemler için geliştirilmiştir. Şu anda bu tür doğruluk, yeteneklerin ötesinde NTP.

PTP ağda ana ve bağımlı bir ilişki gemisi gerektirir. IEEE 1588 (PTP) kullanarak cihazları senkronize etmek için iki adımlı bir işlem gereklidir. Öncelikle, hangi aygıtın master olduğu belirlenirse, ofsetler ve doğal ağ gecikmeleri ölçülür. PTP, ağdaki hangi saatin en doğru olduğunu belirlemek için En İyi Ana Saat algoritmasını (BMC) kullanır ve diğer tüm saatler köle olur ve bu master'a senkronize olur.

IEEE (Institute of Electrical and Electronic Engineers), IEEE 1588 veya (PTP) "iki hakim protokolün (NTP ve GPS) iyi hizmet ettiği bir alanı doldurmak" için tasarlandığını açıklıyor. IEEE 1588, NTP kullanılarak elde edilemeyecek kadar yüksek doğruluk isteyen yerel sistemler için tasarlanmıştır. Aynı zamanda, her düğümde bir GPS alıcısının maliyetini karşılayamayan veya GPS sinyallerine erişilemeyen uygulamalar için de tasarlanmıştır "(Alıntı: Vikipedi)

PTP, birkaç nano saniyede kesinlik sağlayabilir, ancak bu tür bir doğrulama çoğu ağ kullanıcısı için gerekli değildir; ancak, PTP'nin hedef kullanımı, mobil geniş bant ve diğer mobil teknolojilerin PTP gibi görünüyor ve günümüzde kullanılan bilgileri desteklemektedir. mobil şebekelerde faturalandırma ve servis düzeyi anlaşması raporlama işlevleri.

Kol saatlerinden atom saatleri ve NTP zaman sunucuları, uydu navigasyonu ve küresel iletişim gibi birçok modern teknolojinin zaman anlayışı önemli hale geldi.

Zaman genişlemesinden yer çekiminin zamanına kadar, zamanın bilim adamlarının sadece anlamaya ve kullanmaya başladıkları garip ve garip yönleri vardır. İşte zamanla ilgili ilginç, garip ve olağandışı gerçekler:

• Zaman alanla ayrı değildir, zaman Einstein'ın dört boyutlu uzay zamanını oluşturduğu zamanı oluşturur. Uzay zamanı, yerçekimi tarafından çarpıtılırken, zaman yavaş yavaş çekimsel etkiyi yavaşlatabilir. Sayesinde atomik saatler, yeryüzündeki yüzey, yeryüzünün üstündeki her sonraki inçte ölçülebilir. Bu, her ceset ayağının başından daha genç olduğu anlamına gelir, zira zaman alçaktan alçak toprağa düşer.

• Zaman hızdan da etkilenir. Evrendeki tek sabit, ışığın (vakumdaki) hızıdır ve bu daima aynıdır. Einstein'ın görelilik teorileri yüzünden ışığın hızına yakın bir yerde seyahat eden, gözlemciye binlerce yıl sürecek bir yolculuk, birkaç saniye içinde geçerdi. Buna zaman genişlemesi denir.

• Çağdaş fizikte zaman yolculuğunun zaman içinde ileriye doğru ve geriye doğru hareket etmesini yasaklayan hiçbir şey yoktur.

• Günde 86400 saniyedir, haftada 600,000, ayda 2.6 milyondan fazla ve yılda 31 milyondan fazladır. 70 yaşında yaşıyorsanız, 5.5 milyar saniye içinde yaşamış olacaksınız.

• Bir nanosaniyelik saniyenin milyarda biri veya ışığın 1 ayak (30 cm) civarında olması için gereken süre yaklaşık olarak kadardır.

• Bir gün asla 24 saattir. Dünyanın dönüşü kademeli olarak hızlanıyor, bu da UTC (koordinatlı evrensel zaman) küresel zaman ölçeği yılda bir veya iki kez eklenen sıçrama saniyelerine sahip olması gerektiği anlamına geliyor. Bu sıçrama saniyeleri, kullandığı saat senkronizasyonu için otomatik olarak hesaplanır NTP (Ağ Zaman Protokolü) gibi adanmış NTP zaman sunucusu.

Zaman senkronizasyonu internet üzerinden yaptığımız birçok uygulama için bu günlerde çok önemlidir; internet bankacılığı, çevrimiçi rezervasyon ve hatta çevrimiçi açık artırmalara ihtiyaç duyanların hepsi ağ zamanı senkronizasyonu gerektiriyor.

Sunucularının yeterince senkronize edilmesini sağlamamak, bu uygulamaların çoğunun başarılması imkansız olacağı anlamına gelir; koltuk rezervasyonları birden çok kez satılabilir, daha düşük teklifler internet açık artırmalarını kazanabilir ve yeterli senkronizasyonu yoksa (banka için değilse) bankalardan iki kez hayat kurtarması mümkündür.

Yüzünde zamana duyarlı işlemlere güvenmeyen bilgisayar ağları bile zaman damgaları ağdaki çeşitli makinelerde farklıysa, hataları izlemek veya kötü amaçlı saldırılardan korumak için imkânsız olduğu için yeterince senkronize edilmesi gerekir .

Birçok organizasyon kullanımı tercih internet zaman sunucuları UTC (Koordinatlı Evrensel Saat) kaynağı olarak - atom saati kontrol eden global zaman ölçeği. Güvenlik duvarında zaman sunucusu ile iletişim kurmak için bir delik bırakmak ve zaman senkronizasyonu protokolü NTP (Ağ Zaman Protokolü) için herhangi bir kimlik doğrulamasına sahip olmak gibi pek çok güvenlik sorunu olmasına rağmen.

Bununla birlikte, pek çok ağ yöneticisi, yöneticilerin bilmeleri gereken başka sorunlar olmasına rağmen, güvenlik zamanlamaları ne olursa olsun çevrimiçi zaman sunucularını bir UTC kaynağı olarak kullanmayı tercih etmektedir. İnternette iki tür zaman sunucusu vardır: stratum 1 ve stratum 2. Stratum 1 sunucuları bir atom saatinden doğrudan bir zaman sinyali alırken, 2 katmanları sunucuları 1 katman sunucusundan bir zaman sinyali alır. Çoğu internet katmanı 1 sunucuları kapalıdır - çoğu yönetici tarafından kullanılamamaktadır ve bir 2 katman sunucusu kullanıldığında kesin olarak bir eksiklik olabilir.

En doğru, güvenli ve kesin zamanlama bilgisi için harici NTP zaman sunucuları bir ağdaki yüzlerce makineyi aynı UTC zamanına senkronize edebilen katman 1 cihazları olduğu için en iyi seçenektir.