GPS sistemi Çoğu insana aşina. Birçok otomobil artık araçlarında bir GPS uydu navigasyon cihazına sahip olmakla birlikte, sadece yön bulma yönteminden çok Global Konumlandırma Sistemine daha fazlası var.

Küresel Konumlandırma Sistemi, tüm dünyada dönen otuzdan fazla uydunun bir takımyıldızıdır. GPS uydu ağı, dünyanın her yerinde olursanız olun en az dört uydunun üstesinden gelmesi için herhangi bir noktada tasarlanmıştır.

Bütün GPS uyduları, son derece hassas bir atom saati içerir ve GPS anteni ile gönderilen bu saatten gelen bilgilerdir (birden çok uydulardan gelen sinyali kullanarak), uydu navigasyon alıcısı pozisyonunuzu çözebilir.

Ancak bu ultra hassas zamanlama sinyalleri, GPS sistemlerinin pek çok kullanıcısı tarafından bilinmeyen başka bir kullanıma sahiptir. Çünkü zamanlama sinyalleri GPS atom saatleri çok hassas, bilgisayar ağlarından trafik kameralarına kadar her türlü teknolojiyi senkronize etmek için iyi bir zaman kaynağı oluşturuyorlar.

GPS zamanlama sinyallerini kullanmak için, genellikle bir GPS zaman sunucusu kullanılır. Bu cihazlar, NTP (Ağ Zaman Protokolü) dağıtmak için GPS zamanlama kaynağı NTP ağındaki tüm cihazlara

NTP, ağındaki tüm sistemlerde zamanı düzenli olarak kontrol eder ve orijinal GPS zamanlama kaynağına ne geldiğinde onu buna göre ayarlar.

GPS, gezegenin herhangi bir yerinde bulunmadığından, GPS saat kaynağına senkronize edilenlerin olabildiğince doğru kalmasını sağlayan birçok teknoloji ve uygulama için gerçekten kullanışlı bir kaynak sağlar.

Tek GPS NTP sunucusu Yönlendiriciler, PC'ler ve diğer donanımlar da dahil olmak üzere yüzlerce ve binlerce aygıtı senkronize edebilir ve tüm ağın mükemmel şekilde eşgüdümlü bir saat çalıştığını garanti eder.

NTP (Ağ Zaman Protokolü), belki de bilgisayarlar tarafından kullanılan en eski ve en yaygın kullanılan protokoldür ve muhtemelen en az anlaşılmıştır.

NTP, internet veya dahili ağlardaki iletişimde bulunan hemen hemen tüm bilgisayarlar, ağlar ve diğer cihazlar tarafından kullanılır. Mesafenin üzerinde kesinliği garanti eden bazı yöntemlerin gerekli olduğu belli olduğunda, internetin en erken evrelerinde geliştirildi.

Protokol, NTP'nin doğruluğunu ve güvenilirliğini belirleme yeteneğine sahip olduğu tek bir zamanlı kaynak seçerek çalışır ve bu da NTP ağındaki her cihazın etrafında dağıtılır.

Her cihaz düzenli olarak bu referans saatine karşı kontrol edilir ve herhangi bir sürüklenme fark edilirse düzeltilir. NTP'nin bir sürümü hemen hemen her işletim sistemiyle dağıtılır ve herhangi bir makinenin tek bir zaman kaynağıyla senkronize olmasını sağlar.

Açıkçası, eğer dünyadaki her ağ farklı bir saat kaynağı seçerse, tüm bu senkronizasyonun sebebi kaybolacaktı.

Neyse ki, küresel senkronizasyon amacıyla tek seferlik bir kaynak sağlamak için atomik saatlerin uluslararası bir konsorsiyumuna dayanan bir küresel zaman ölçeği geliştirildi.

UTC (Eşgüdümlü Evrensel Zaman), dünya çapında bilgisayar ağları tarafından bir zaman referansı olarak kullanılır; bu, NTP ile UTC'ye senkronize edilen herhangi bir cihazın, UTC'yi taban saati olarak kullandığı her ağ ile senkronize edileceği anlamına gelir.

NTP'nin UTC zamanına erişebileceği birçok farklı yöntem vardır. Güvenlik ve güvenlik duvarı sorunları doğurmasına rağmen internet ortak bir konumdadır. Daha güvenli (ve doğru) bir yöntem, özel bir NTP zaman sunucusu GPS ağı gibi harici kaynaklardan zaman alır (GPS, bir UTC'ye kolayca çevrilen bir atom saati zaman damgası yayınlayarak çalışır. NTP sunucu).

NTP ile, özel bir zaman sunucusu ve UTC'ye erişim, tüm dünyadaki diğer ağlarla tam bir eşzamanlılıkla çalışabilen güvenli ve doğru bir ağ sağlayan evrensel zamanın birkaç milisaniyesinde senkronize edilebilir.

atomik saatler Şüphesiz, gezegenin yüzündeki en doğru zaman parçalarıdır. Aslında bir atom saatinin doğruluğunu diğer herhangi bir kronometreden, saat veya saatten farklı olmayan haliyle.

Atomik bir saat, binlerce yılda binlerce yıl içinde bir saniyede bile kaybetmezken, ortalama dijital saatiniz birkaç gün içinde belki bir saniye kaybedersiniz; birkaç hafta veya ay sonra saatinizin yavaş veya yavaş çalışacağı anlamına gelir. birkaç dakika hızlı.

Aynı şey, bilgisayarınızı kontrol eden sistem saati için de söylenebilir; tek fark, bilgisayarların bizden daha zamanına daha da güveniyor olmasıdır.

Bir bilgisayarın yaptığı neredeyse her şey zaman kazanımlarına, iş tasarrufuna, uygulamaların gerçekleştirilmesine, hata ayıklamaya, hatta e-postalara güveniyorsa, bilgisayarınızdaki saat çok hızlı veya yavaş çalışıyorsa, hatalar genellikle sıklıkla ortaya çıkıyorsa bir sorun olabilir, özellikle başka bir bilgisayar veya cihazla iletişim kuruyorsanız.

Neyse ki çoğu PC, atomik bir saatle kolayca senkronize edilir; bu güçlü zaman aygıtı tuttuğundan, bilgisayarınız tarafından gerçekleştirilen herhangi bir görevle iletişim kurduğunuz herhangi bir aygıtla mükemmel bir eşzamanlılık gösterebileceğinden doğru olabildikleri anlamına gelir.

Çoğu PC işletim sisteminde dahili bir protokol (NTP), PC'nin atom saatine bağlı bir zaman sunucusu ile iletişim kurmasını sağlar. Çoğu Windows sürümünde, buna tarih ve saat kontrolü ayarı (sağ alttaki saati çift tıklatarak) erişilir.

Bununla birlikte, güvenli ve doğru saat senkronizasyonu gerektiren iş makineleri veya ağlar için, çevrimiçi zaman sunucuları, ağınızın güvenlik kusurlarına karşı savunmasız olmasını sağlayacak kadar güvenli veya doğru değildir.

Bununla birlikte, NTP zaman sunucuları atomik saatlerden doğrudan zaman alması, tüm ağları senkronize edebiliyor. Bu cihazlar, ya ulusal fizik laboratuarları ya da GPS uydu ağı vasıtasıyla dağıtılan yayınlanmış bir zaman damgası alıyor.

NTP sunucuları tüm şebekelerin, insan tarafından mümkün olduğu kadar doğru ve güvenli olduğu tam olarak senkronize edilmiş zamana sahip olmalarını sağlayın.

atomik saatler onların gelişimi, yaşadığımız ve çalıştığımız şekilde devrim yaratan ve onsuz imkansız olan teknolojileri mümkün kılan çok az değer verilen teknolojilerdir.

Uydu navigasyon, cep telefonları, GPS, internet, hava trafik kontrolü, trafik ışıkları ve hatta CCTV kameralar ultra hassas zaman tutma Bir atom saati.

Bir atom saatinin doğruluğu, yüzlerce binlerce yıl içinde bir saniye bile sürüklenmediği için diğer cihazları tutmanın eşsizliği.

Fakat atom saatleri, bir fizik laboratuvarında bulunan deneyimli teknisyenlerin ve optimum koşulların ekibine ihtiyaç duyan büyük hassas cihazlardır. Peki tüm bu teknolojiler, bir atom saatinin yüksek hassasiyetinden nasıl yararlanabilir?

Cevap oldukça basit, atomik saatlerin kontrolörleri, genellikle ulusal fizik laboratuvarları, uzun dalga radyo vasıtasıyla ultra hassas saatlerinin ürettiği zaman işaretlerini yayınlıyorlar.

Bu zaman sinyallerini almak için, zaman senkronizasyonu protokolünü kullanan sunucular NTP (Ağ Zaman Protokolü) bu zaman damgalarını almak ve dağıtmak için kullanılır.

NTP zaman sunucuları, sık sık ağ zaman sunucuları olarak anılacaktır, herhangi bir teknolojinin doğru atomik saat zamanı çalıştığından emin olmanın güvenli ve doğru bir yöntemi vardır. Bu zaman senkronizasyon cihazları, tek cihazları veya tüm bilgisayar, yönlendirici ve diğer cihaz ağlarını senkronize edebilir.

Atomik saat uydularından saati almak için GPS sinyalleri kullanan NTP sunucuları da yaygın şekilde kullanılır. Bunlar NTP zaman sunucuları GPS fizik laboratuarlarından zaman alanlara göre daha doğrudur, ancak kaynak olarak daha zayıf, görüş hattı GPS sinyalini kullanın.

GPS, atom saatlerine bağımlı olan tek teknolojidir. Sağlanan yüksek doğruluk seviyeleri atomik saatler her geçen gün verilen önemli teknolojilerde kullanılıyor.

Hava trafiği kontrolü Sadece uçakları ve uçakları GPS'le donatmakla kalmazsanız, pilotları ve yer görevlilerini konumlarını tam olarak bilebilirsiniz, ancak atom saatleri hava trafik kontrolörleri tarafından hassas ve doğru ölçümlere ve uçaklar arasındaki zamana ihtiyaç duyarlar.

Trafik Işıkları ve Yol Çökme Sistemleri - Trafik ışıkları, atom saati zamanlamasına dayanan başka bir sistemdir. Eşitlikteki küçük hatalar ölümcül kazalara neden olabileceğinden, doğruluk ve senkronizasyon trafik ışık sistemleri için hayati öneme sahiptir.

Trafik kameraları ve park sayaçları gibi diğer sistemler de zamanlama esasları olarak atom saatlerini kullanır, çünkü ceza uyarılarını verirken herhangi bir yasal sorun önlenir.

CCTV - Kapalı devre televizyon atomik saatlerin büyük bir ölçekli kullanıcısı. CCTV kameraları sıklıkla suçla mücadelede kullanılır ancak CCTV kameradaki zamanlama bilgisi doğru olduğu kanıtlanmadıkça kanıt olarak mahkemede etkisizdirler. Bunun yapılmaması, suçluların kovuşturmadan kaçmasına neden olabilir çünkü kamera tarafından tanımlanmasına rağmen, suçun zamanında ve tarihinde olduğunun ispatı doğruluk ve senkronizasyon olmaksızın açıklığa kavuşturamaz.

Internet - Artık internete sormakta olduğumuz birçok uygulama sadece atom saatleri sayesinde mümkün oluyor. Çevrimiçi işlem, İnternet bankacılığı ve hatta çevrimiçi açık artırma evlerinin hepsi doğru ve senkronize zamana ihtiyaç duyar.

Tasarruflarınızı banka hesabınızdan alıp ancak bir daha çekebileceğinizi öğrenin; başka bir bilgisayarın daha yavaş bir saati olduğundan veya İnternet açık artırma sitesinde teklif vermeyi hayal edin; ancak, bu teklif yalnızca, sizin tarafınızdan önce gelen bir teklifle reddedilmek için teklifinizin reddedilmesini düşünün. daha yavaş bir saatli bilgisayar.

Atomik saatleri zaman için bir kaynak olarak kullanmak birçok teknolojide nispeten açıktır. Radyo sinyalleri ve hatta GPS yayınları atomik saat zamanı kaynağı olarak kullanılabilir ve bilgisayar sistemleri için protokol NTP (Ağ Zaman Protokolü), herhangi bir boyuttaki ağın mükemmel bir şekilde senkronize edilmesini sağlayacaktır. Adanmış NTP zaman sunucuları kesin zaman gerektiren teknolojilerde ve uygulamalarda dünya genelinde kullanılır.

atomik saatler insanlar tarafından bilinen en doğru zaman tutma cihazlarıdır. Doğruluk, diğer saatler ve kronometrelerle kıyaslanamazken en sofistike elektronik saat bile her hafta veya iki saniyede bir kayabilir. modern atom saatleri binlerce yıldır koşmaya devam edebilir ve bir saniyenin bile bir bölümünü kaybetmezler.

Bir atom saatinin doğruluğu, zaman ölçümü için temelini kullandıklarına inanıyor. Bir elektronik saat gibi bir kristal üzerinden akan bir elektronik akıma dayanmak yerine, atomik bir saat, bir atomun iki enerji halindeki aşırı ince geçişini kullanır. Bu karmaşık gelse de, saniyede 9 milyarda kez, her saniyede "kene" yapan kusursuz bir yankı.

Peki bu hassasiyetin gerçekten neden gerekli olduğu ve hangi teknolojilerin atomik saatler kullanıldığı?

Bu, atomik saatleri kullanan teknolojileri inceleyerek, böyle yüksek doğruluk düzeylerinin neden gerekli olduğunu görebiliriz.

GPS - Uydu navigasyonu

Uydu navigasyonu şimdi büyük bir endüstridir. Ordu ve havacılar için sadece bir teknoloji olan GPS uydu navigasyonu artık tüm dünyadaki yol kullanıcıları tarafından kullanılmaktadır. Bununla birlikte, GPS gibi uydu navigasyon sistemleri tarafından sağlanan seyir bilgileri sadece atom saatlerinin doğruluğuna bağlı.

GPS, GPS uyduları üzerindeki atom saatlerinden dağıtılan birkaç zamanlama sinyalinin üçgenlenmesi yoluyla çalışır. Zamanlama sinyali uydudan serbest bırakıldığında çalışarak, uydu navigasyon alıcısı uydudan ne kadar uzakta olabileceğini ve çoklu sinyalleri kullanarak dünyanın neresinde olduğunu hesaplayabilir.

Bu zamanlama sinyallerinin ışığın hızında ilerlediği için, zamanlama sinyalleri içindeki bir saniye yanlışlık, binlerce kilometre uzaktaki olumlu bilgiye yol açabilir. Bu, doğruluğun kanıtıdır. GPS atom saatleri şu anda bir uydu navigasyon alıcısının beş metreden daha doğru olduğu.

Senkronizasyon çoğu bilgisayar ağı için hayati öneme sahiptir. Zaman damgaları, bir bilgisayarın, işlemlerin veya uygulamaların ne zaman tamamlanıp tamamlanmadığını analiz etmek için kullanabileceği tek referanstır. Eşzamanlı zaman damgaları güvenlik, hata ayıklama ve hata günlüğü için hayati önem taşır.

Bir ağın yeterince senkronize edilmemesi, her türlü soruna yol açabilir. Başvurular başarısız olur, zamana duyarlı işlemler başarısız olur ve hatalar ve veri kaybı sıradan hale gelecektir.

Bununla birlikte, ağın büyüklüğüne bakılmaksızın senkronizasyonun sağlanması, doğru ve masraflı değildir, özel ağ zaman sunucusuna ve zaman protokolüne teşekkürler NTP.

Ağ Zaman Protokolü (NTP)

NTP internetten bile daha uzun süredir var, ancak mevcut en yaygın kullanılan senkronizasyon protokolü. NTP kullanmakta özgürdür ve senkronizasyonu çok düz ileri yapar. Tek bir kaynaktan (veya birden fazla kaynaktan) yararlanarak çalışır ve ağ arasında dağıtılır. Orijinal zaman sinyalini kaybettiğinde bile yüksek doğruluk düzeylerini korur ve her referansın ne kadar doğru olduğu konusunda kararlar verebilir.

NTP Zaman Sunucusu

Bunlar çeşitli biçimlerde gelir. Öncelikle internet üzerinden zaman dağıtımı yapan ücretsiz sanal zaman sunucuları vardır. Bununla birlikte, internet tabanlı olduğu için, bir ağ, bu sefer iletişim için bir güvenlik duvarı portu açık bırakarak bir risk almaktadır. Ayrıca, zaman sinyali üzerinde herhangi bir kontrol yoktur, bu yüzden düşerse (veya dengesiz veya tamamen yanlış olur) ağınız yeterli senkronizasyon olmadan bırakılabilir.

Dedicated NTP zaman sunucuları saati almak için GPS veya radyo referanslarını kullanın. Bu, çok daha güvenli ve WWVB gibi GPS ve radyo sinyalleri gibi NIST) atomik saatler tarafından üretildiğinde doğruluk hiçbiri ikinci sırada.

NTP protokolü hiyerarşik olduğu için, bir ağ için, yalnızca bir adanmış zaman sunucusunun kullanılması gerektiği anlamına gelir, çünkü ağ üzerindeki diğer aygıtlar, birincil sunucudan zamanı aldıktan sonra zaman sunucuları olarak davranabilir. NTP sunucu.

The,en Ulusal Fizik Laboratuvarı , bu hafta düzenli olarak Perşembe günü planlanan bakım çalışmalarını açıkladı ve MSF60kHz zaman ve frekans sinyali, bakımın Cumbria'daki Anthorn radyo istasyonunda emniyet altında yürütülebilmesi için geçici olarak kapatılacak.

Normal olarak, bu zamanlanmış bakım periyotları yalnızca birkaç saat sürer ve zamanlama uygulamaları için MSF sinyalini kullanan herhangi bir kişiye herhangi bir rahatsızlık vermemelidir.
NTP (Ağ Zaman Protokolü), bu geçici sinyal kayıpları için çok uygundur ve hiç kimse tarafından herhangi bir sürüklenme yaşanmamak üzere çok azdır NTP zaman sunucusu kullanıcı.

Bununla birlikte, ağ zaman sunucularının üst düzey kullanıcıları vardır veya bu sinyallerin planlanmış olduğu dönemlerde teknolojilerinin doğruluğuyla ilgili endişeleri olabilir. Kesintisiz, güvenli ve eşit derecede doğru bir zaman sinyalinin her zaman kullanılmaya devam edilmesini sağlamak için bir başka çözüm daha var.

GPS, en yaygın olarak navigasyon ve yol bulma için aslında bir atomik saat tabanlı teknoloji kullanılıyor. GPS uydularının her biri, uydu navigasyon cihazları tarafından kullanılan ve üçgenleme yoluyla yerini belirleyen yerleşik atom saatlerinden bir sinyal yayınlıyor.

Bu GPS sinyalleri aynı zamanda GPS NTP zaman sunucusu. Tıpkı MSF veya diğer radyo sinyal zaman sunucuları Anthorn vericisinden harici sinyali aldığı gibi, GPS zaman sunucuları bu doğru ve harici sinyali uydulardan alabilir.

Radyo yayınlarının aksine, GPS, antenin gökyüzünü net bir şekilde görmesi gerektiği ve bu nedenle de tercihen çatıda olması gerektiği sinyalini almak için bazen pratik olmayabilmesine rağmen asla gitmemelidir.

İki kere daha emin olmak isteyenler için bir sinyal alınmadığı bir dönem yoktur. NTP sunucu, çift ​​zamanlı sunucu kullanılabilir. Bunlar hem radyo hem de GPS yayınlarını alır ve yerleşik NTP servis programı, ikisinin de en doğru zamanını hesaplar.

GPS 'saldırıları' bilim camiasında bazı kaygılar yaratıyor. GPS'i göndermek, zaman iletmek ve bilgi pozitif olarak vermek için oldukça doğru ve güvenilir bir sistem olsa da, Dünya'dan gelen parazitlerle engellenen çok zayıf sinyallere dayanır.

Korsan radyo istasyonlarından veya kasıtlı olarak suçluların kasıtlı "sıkışması" gibi kasıtsız girişimler hâlâ nadir ancak GPS sinyallerini engelleyebilecek teknoloji daha kolay elde edilebilir hale geldiğinden durumun daha da kötüye gitmesi bekleniyor.

Ve GPS sisteminin sinyal arızalarının etkileri gezinme için kullanan (yanlış yerde biten veya kaybolan) insanlar için belirgin sonuçlara sahip olabilirken, zaman için GPS'e dayanan teknolojiler için daha ciddi ve derin etkilere sahip olabilir sinyaller.

Pek çok teknoloji artık güveniyor GPS zamanlama sinyalleri telefon şebekelerinden, internetten, bankacılık ve trafik ışıklarından ve hatta elektrik hattımızdan bile olsa, herhangi bir sinyal arızası ne kadar kısa süreli olursa olsun ciddi sorunlara neden olabilir.

GPS sinyalinin asıl problemi çok zayıf olması ve uzaya bağlı uydulardan gelmesi nedeniyle, sinyali artırmak için çok az şey yapılabilir, böylece yerel bir alanda yayınlanan benzer frekanslar GPS'i rahatça bastırabilir.

Bununla birlikte, GPS, saati bir atom saat kaynağından almanın tek doğru ve güvenli yöntemi değildir. Dünyanın birçok yerindeki birçok ulusal fizik laboratuarı, radyo dalgaları (genellikle uzun dalga) yoluyla atomik saat sinyalleri yayınlamaktadır. ABD'de bu sinyaller, NIST (Ulusal Standartlar ve Saat Enstitüsü (WWVB olarak bilinir) İngiltere'de iken, MSF sinyali tarafından yayınlanmaktadır TGA (Ulusal Fizik Laboratuarı).

İkili zaman sunucuları her iki sinyale de sahip olabilir ve bir zaman sinyali kaybetme riskini göze alamayacak herhangi bir yüksek teknoloji şirketi için daha güvenli bir bahis.

Atom saati yeni bir buluş değildir. 1950'lerde geliştirilen geleneksel sezyum tabanlı atom saati, yarım yüzyıl için doğru zaman sağlamıştır.

The,en sezyum atom saati zamanımızın temeli oldu - kelimenin tam anlamıyla. Uluslararası Birim Sistemleri (SI), atom sezyumunun belli sayıda salınımları olarak bir saniyeyi tanımlıyor ve günlük olarak kullanımıyla yaşadığımız teknolojilerin çoğunu yöneten atom saatleri: İnternet, uydu navigasyonu, hava trafiği kontrolü ve trafik ışıkları adını vermek için birkaç.

Bununla birlikte, alüminyum ya da stronsiyum gibi metallerin tek atomlarını kullanan optik kuantum saatlerindeki son gelişmeler binlerce kat daha geleneksel atom saatlerine göre daha doğru. Bunu, dünya küresel zaman ölçeğini yönetmek için NIST (Ulusal Standartlar Enstitüsü ve Zaman Enstitüsü) veya NPL (Ulusal Fizik Laboratuarı) gibi kurumlar tarafından kullanılan en iyi sezyum atom saati perspektifine oturtmak için UTC (Eşgüdümlü Evrensel Zaman), her 100 milyon yıllık bir saniyede bir doğrudur. Bununla birlikte, bu yeni kuantum optik saatler her 3.4 milyar yılda bir - bir saniye kadar doğru - dünyanın neredeyse eski olduğu sürece - doğrudur.

Çoğu insan için, atomik bir saatle olan tek karşılaşması zaman sinyalini a alırken ağ zaman sunucusu or NTP cihazı (Ağ Zaman Protokolü) cihazlar ve şebekeleri senkronize etmek amacıyla kullanır ve bu atomik saat sinyalleri sezyum saatleri kullanılarak üretilir.

Ve dünyanın bilim adamları, tek bir atom üzerinde, sezyumu değiştirmek ve UTC'yi korumak için tek bir saat tasarımı üzerinde anlaşmaya varılıncaya kadar hiçbirimiz bu inanılmaz doğruluğun avantajından yararlanamayacaklar.