Mengesan masa telah menjadi sebahagian penting dalam membantu peradaban manusia berkembang. Ia boleh dikatakan bahawa langkah paling besar yang dilakukan oleh manusia adalah pembangunan pertanian, yang membolehkan manusia membebaskan lebih banyak masa untuk mengembangkan budaya yang canggih.

Walau bagaimanapun, pertanian pada dasarnya bergantung kepada ketepatan waktu. Tanaman bermusim dan mengetahui bila menanamnya adalah kunci kepada semua hortikultur. Adalah dipercayai bahawa monumen-monumen kuno seperti Stonehenge adalah kalendar rumit yang membantu orang-orang dahulu kala untuk mengenal pasti hari terpendek dan terpanjang (solstice).

Apabila tamadun manusia berkembang, menceritakan masa yang semakin tepat menjadi lebih dan lebih penting. Dan mengenalpasti hari-hari dalam setahun adalah satu perkara tetapi mengira sejauh mana satu hari lagi.

Masa adalah sangat tidak tepat sehingga zaman pertengahan. Orang akan bergantung pada perbandingan masa sebagai rujukan masa seperti berapa lama yang diperlukan untuk berjalan satu batu atau masa hari akan dianggarkan dari ketika matahari adalah tertinggi (tengah hari).

Nasib baik perkembangan jam semasa pertengahan milenium terakhir bermakna bahawa buat kali pertama manusia dapat memberitahu dengan sedikit ketepatan waktu hari. Oleh kerana jam yang dibangunkan begitu juga ketepatan dan tamadun mereka menjadi lebih cekap kerana acara dapat disegerakkan dengan lebih tepat.

Apabila jam elektronik tiba pada abad yang lalu, ketepatan semakin meningkat dan teknologi baru mula berkembang tetapi tidak sampai kebangkitan jam atom bahawa dunia moden benar-benar mengambil bentuk.

Jam Atom telah membolehkan teknologi seperti satelit, rangkaian komputer dan pengesanan GPS yang mungkin kerana ia sangat tepat - sehingga satu juta juta tahun lagi.

Jam atom juga didapati lebih tepat daripada putaran Bumi yang bervariasi, terima kasih kepada graviti Bulan dan detik tambahan harus ditambahkan pada panjang hari - Lompat kedua.

Jam atom bermakna bahawa skala masa global yang tepat untuk dalam seribu kali kedua telah dibangunkan dipanggil UTC - Waktu Bersama Selaras.

Rangkaian komputer untuk berkomunikasi antara satu sama lain dari seluruh dunia dengan penyegerakan yang sempurna untuk UTC jika menggunakannya NTP server masa.

Pelayan NTP akan menyegerakkan rangkaian komputer keseluruhan dalam masa beberapa milisaat waktu UTC yang membolehkan komunikasi dan transaksi global.

Jam atom masih sedang dibangunkan jam strontium terkini yang menjanjikan ketepatan dalam masa dua bilion tahun kedua.

Pelayan masa datang dalam pelbagai bentuk dan saiz. Perbezaan utama antara pelayan masa yang paling berdedikasi adalah dengan cara mereka menerima sumber masa.

Sesetengah pelayan menggunakan masa kebangsaan dan penghantaran kekerapan yang disiarkan pada gelombang panjang sementara menggunakan rangkaian GPS lain.

Sesetengah pelayan masa direka untuk dipasang rak-rak yang sesuai untuk sistem rak rata-rata U yang membolehkan mereka terpasang dengan pantas ke dalam rak sedia ada anda.

Pelayan masa lain tidak lebih daripada kotak kecil yang boleh disembunyikan secara discretely.

Berikut adalah senarai pengeluar pelayan waktu teratas:

Galleon Sistem

Elproma

Symmetricom

Meinberg

Alat Waktu

Oleh yang demikian Pelayan NTP atau pelayan masa rangkaian seperti yang sering dipanggil adalah kemunculan abad horologi dan kronologi. Sejarah menjejaki masa tidak begitu lancar seperti yang anda fikirkan.

Bulan berapa bulan revolusi Rusia? Saya pasti anda telah menebak bahawa ia adalah satu soalan yang menipu, sebenarnya jika anda mengesan hari-hari kembali ke revolusi Oktober yang mengubah bentuk Rusia di 1917 anda akan mendapati ia tidak bermula sehingga November!

Salah satu keputusan pertama yang Bolsheviks, yang telah memenangi revolusi, memilih untuk membuat adalah untuk menyertai dunia lain dengan mengambil kalendar Gregorian. Rusia adalah yang terakhir untuk mengamalkan kalendar, yang masih digunakan di seluruh dunia pada hari ini.

Kalender baru ini lebih canggih bahawa kalendar Julian yang kebanyakan digunakan oleh Eropah sejak Empayar Rom. Malangnya kalendar Julian tidak membenarkan tahun-tahun lompat yang cukup dan pada pergantian abad ini bermakna musim-musim itu telah hanyut, begitu banyak, apabila Rusia akhirnya mengguna pakai kalendar selepas hari Rabu, 31 Januari 1918 pada keesokan harinya menjadi Khamis, 14 Februari 1918.

Jadi, ketika revolusi Oktober berlaku pada bulan Oktober dalam sistem lama, kalendar Gregorian baru itu bermakna ia telah berlaku pada bulan November.

Walaupun seluruh Eropah mengamalkan kalendar yang lebih tepat ini lebih awal daripada Rusia, mereka masih perlu membetulkan drift bermusim, jadi di 1752 apabila Britain mengubah sistem mereka hilang sebelas hari yang menurut pelukis populis masa itu, Hogarth, menyebabkan perusuh menuntut kembalinya sebelas hari mereka hilang.

Masalah ketidaktepatan ini dalam mengesan masa dianggap telah diselesaikan dalam 1950 ketika yang pertama jam atom telah dibangunkan. Peranti ini begitu tepat sehingga mereka boleh menyimpan masa selama sejuta tahun tanpa kehilangan sesaat.

Walau bagaimanapun, tidak lama lagi mendapati bahawa kronometer baru ini sebenarnya terlalu tepat - berbanding dengan putaran Bumi pula. Masalahnya adalah bahawa sementara jam atom boleh mengukur panjang hari ke milisaat terdekat, hari tidak pernah sama panjangnya.

Alasannya adalah bahawa graviti Bulan mempengaruhi putaran Bumi yang menyebabkan goyangan. Goyangan ini mempunyai kesan melambatkan dan mempercepatkan putaran Bumi. Jika tiada apa-apa yang dilakukan untuk mengimbangi ini maka akhirnya masa yang diberitahu oleh jam atom (International Atomic Time- TAI) dan masa berdasarkan putaran Bumi yang digunakan oleh petani, ahli astronomi dan anda dan saya (Greenwich Meantime- GMT) akan hanyut yang akhirnya tengah hari akan menjadi tengah malam (walaupun dalam ribuan tahun).

Penyelesaiannya adalah untuk merangka skala masa yang berasaskan masa atom tetapi juga menyumbang kepada goyangan bumi ini. Penyelesaian itu dipanggil UTC (Masa Sejagat yang diselaraskan) dan menyumbang kepada putaran ubah bumi dengan mempunyai 'lompatan detik' yang kadang-kadang ditambah. Terdapat lebih daripada tiga puluh detik lompat yang ditambahkan ke UTC sejak penubuhannya di 1970.

UTC sekarang merupakan skala masa global yang digunakan di seluruh dunia oleh rangkaian komputer untuk menyegerakkan juga. Kebanyakan rangkaian komputer menggunakan a Pelayan NTP untuk menerima dan mengedarkan masa UTC.

Timescale NTP adalah berdasarkan UTC (Waktu Universal yang diselaraskan) yang merupakan skala masa sivil global yang berasaskan Masa Atom Antarabangsa (TAI) tetapi menyumbang untuk melambatkan spin bumi dengan intermittingly menambahkan 'detik lompat'.

Ini dilakukan untuk memastikan bahawa UTC disimpan secara kebetulan dengan GMT (Greenwich Meantime, sering dirujuk sebagai UT1). Gagal mengira bumi yang memperlahankan penggilirannya (dan kadang-kadang mempercepatkan) bermakna UTC akan jatuh dari penyegerakan dengan GMT dan tengah hari, ketika matahari secara tradisinya paling tinggi di langit akan hanyut. Malahan jika detik lompat tidak ditambah pada lewat tengah hari akan jatuh pada tengah malam dan sebaliknya (walaupun dalam beberapa millennia).

Bukan semua orang gembira dengan detik lompat, ada yang merasakan bahawa menambah detik untuk memastikan putaran bumi dan garis-garis UTC hanyalah satu fudge. Walau bagaimanapun, gagal melakukannya akan menjadikan perkara-perkara seperti pemerhatian astronomi sebagai mustahil kerana ahli astronomi perlu mengetahui kedudukan sebenar badan-badan dan petani-petani yang cemerlang dan bergantung kepada putaran bumi juga.

Oleh yang demikian jam NTP mewakili masa dalam cara yang sama sekali berbeza dengan cara manusia melihat masa. Daripada memformatkan masa ke dalam minit, jam, hari, bulan dan tahun, NTP menggunakan nombor berterusan yang mewakili bilangan saat yang telah berlalu sejak 0h 1 Januari 1900. Ini dikenali sebagai zaman perdana.

Angka detik yang dikira dari zaman perdana terus meningkat tetapi membalut sekitar setiap tahun 136. Bungkus pertama akan berlaku pada tahun 2036, 136 sejak zaman perdana. Untuk menangani NTP ini akan menggunakan integer era, jadi apabila detik diset semula ke sifar, integer 1 akan mewakili era pertama dan integer negatif mewakili era sebelum zaman prima.

Pelayan Masa yang menerima masa mereka dari sistem GPS tidak sebenarnya menerima UTC, terutamanya kerana rangkaian GPS sedang dibangunkan sebelum lompatan pertama yang kedua tetapi mereka berdasarkan TAI. Walau bagaimanapun, masa GPS ditukar kepada UTC oleh pelayan masa GPS.

Siaran penghantaran radio dari makmal fizik kebangsaan seperti MSF, DCF atau WWVB semuanya berasaskan UTC dan oleh itu pelayan masa tidak perlu melakukan apa-apa penukaran.

Jam atom telah wujud sejak 1950. Mereka telah memberikan ketepatan yang luar biasa dalam timekeeping dengan jam atom yang paling moden tidak kehilangan masa kedua dalam satu juta tahun.

Terima kasih kepada jam atom banyak teknologi telah menjadi mungkin dan telah mengubah cara hidup kita. Komunikasi satelit, navigasi satelit, belanja internet dan komunikasi rangkaian hanya mungkin terima kasih kepada jam atom.

Jam atom adalah asas untuk masa global global Time Sync Masa Universal (UTC) dan adalah rujukan bahawa banyak rangkaian komputer digunakan sebagai sumber masa untuk mengedarkan di antara perantinya menggunakan NTP (Protokol Masa Rangkaian) dan pelayan masa.

Jam atom adalah berdasarkan atom cesium -133. Unsur ini telah digunakan secara tradisional dalam jam atom sebagai resonans atau getaran semasa keadaan tenaga tertentu, atau sangat tinggi (melebihi 9 bilion) dan oleh itu dapat memberikan ketepatan yang tinggi.

Walau bagaimanapun, jenis jam atom baru berada di cakrawala yang akan membanggakan lebih banyak ketepatan dengan generasi masa atom yang tidak dapat memperoleh atau kehilangan satu saat dalam 200 juta tahun.

Generasi jam atom generasi akan datang tidak lagi bergantung pada atom cesium tetapi menggunakan elemen seperti merkuri atau strontium dan bukannya menggunakan gelombang mikro seperti jam cesium jam baru ini menggunakan cahaya yang mempunyai frekuensi yang lebih tinggi.

Resonans Strontium juga melebihi lebih daripada 430 trilion yang jauh lebih hebat daripada getaran 9.2 bilion yang menguruskan sesium.

Pada masa ini jam atom boleh digunakan oleh sistem komputer dengan menggunakan sama ada jam radio atau GPS atau khusus NTP server masa. Peranti ini boleh menerima isyarat masa yang dihantar oleh jam atom dan mengedarkannya di antara peranti rangkaian dan komputer.

Walau bagaimanapun, Institut Kebangsaan dan Teknologi Kebangsaan (NIST) telah mendedahkan jam atom kecil yang mengukur hanya milimeter 1.5 di sebelah dan sekitar 4 milimeter yang tinggi. Ia menggunakan kurang daripada 75 seribu watt, dan mempunyai kestabilan kira-kira satu bahagian dalam 10 bilion, bersamaan dengan jam yang tidak akan mendapat atau kehilangan lebih dari satu saat dalam tahun-tahun 300.

Pada masa akan datang, peranti ini boleh diintegrasikan ke dalam sistem komputer, menggantikan cip jam masa sebenar semasa, yang tidak tepat dan tidak dapat dikesan.

Waktu Universal yang diselaraskan (UTC - dari Temps Universel Coordonné) adalah skala masa antarabangsa berdasarkan masa yang diberitahu oleh jam atom. Jam atom adalah tepat sejam dalam beberapa juta tahun. Mereka begitu tepat bahawa Masa Atom Antarabangsa, masa yang disampaikan oleh peranti ini, adalah lebih tepat daripada putaran Bumi.

Putaran Bumi dipengaruhi oleh graviti bulan dan oleh itu boleh memperlambat atau mempercepatkan. Atas sebab ini, Masa Atom Antarabangsa (TAI dari Perancis Temps Atomique International) harus mempunyai 'Leap seconds' ditambahkan untuk memastikannya sejajar dengan GMTwale GMT yang asal (sementara Greenwich) juga disebut sebagai UT1, yang berdasarkan masa solar .

Skala kali baru yang dikenali sebagai UTC kini digunakan di seluruh dunia yang membolehkan rangkaian komputer dan komunikasi dijalankan di seberang dunia.

UTC tidak ditadbir oleh negara atau pentadbiran individu tetapi kerjasama jam atom di seluruh dunia yang menjamin neutraliti politik dan juga menambah ketepatan.

UTC ditransmisikan dalam pelbagai cara di seluruh dunia dan digunakan oleh rangkaian komputer, syarikat penerbangan dan satelit untuk memastikan penyegerakan yang tepat tidak kira apa lokasi di Bumi.

Di Amerika Syarikat NIST (Institut Kebangsaan dan Teknologi) menyiarkan UTC dari jam atom mereka di Fort Collins, Colorado. Makmal Fizik Kebangsaan UK dan Jerman mempunyai sistem yang serupa di Eropah.

Internet juga merupakan sumber waktu UTC yang lain. Lebih seribu pelayan masa di seluruh web boleh digunakan untuk menerima sumber waktu UTC, walaupun ramai yang tidak cukup tepat untuk kebanyakan keperluan rangkaian.

Satu lagi kaedah yang selamat dan tepat untuk menerima UTC ialah dengan menggunakan isyarat yang dihantar oleh Sistem Penentududukan Global Amerika Syarikat. Satelit rangkaian GPS semuanya mengandungi jam atom yang digunakan untuk membolehkan kedudukan. Jam ini menghantar masa yang boleh diterima menggunakan penerima GPS.

Ramai yang berdedikasi pelayan masa tersedia yang boleh menerima sumber waktu UTC dari rangkaian GPS atau penghantaran Makmal fizik Kebangsaan (kesemuanya disiarkan di gelombang panjang 60 kHz).

Kebanyakan pelayan masa menggunakan NTP (Protokol Masa Rangkaian) untuk mengedarkan dan menyegerakkan rangkaian komputer ke waktu UTC.

Kebanyakan orang telah mendengarnya jam atom, ketepatan dan ketepatan mereka diketahui dengan baik. Jam ato0mic mempunyai potensi untuk menyimpan masa selama beberapa ratus juta tahun dan tidak kehilangan detik dalam hanyut. Drift adalah proses di mana jam hilang atau mendapat masa kerana ketidaktepatan dalam mekanisme yang membuatnya berfungsi.

Jam mekanik, contohnya, telah beratus-ratus tahun tetapi bahkan yang paling mahal dan kejuruteraan akan hanyut sekurang-kurangnya sehari dalam sehari. Walaupun jam elektronik lebih tepat, mereka juga akan hanyut sekitar satu kali seminggu.

Jam atom tidak mempunyai perbandingan ketika datang ke masa penyimpanan. Kerana jam atom didasarkan pada ayunan atom (dalam kebanyakan kes atom XEUMX cesium) yang mempunyai resonans yang tepat dan terhingga (cesium adalah 133 setiap detik) ini menjadikannya tepat dalam satu bilion detik (nanodetik) .

Walaupun ketepatan jenis ini tidak dapat ditandingi, ia telah menjadikan teknologi dan inovasi yang mungkin telah mengubah dunia. Komunikasi satelit hanya mungkin berkat waktu penyimpanan jam atom, begitu pula navigasi satelit. Memandangkan kelajuan cahaya (dan oleh itu gelombang radio) bergerak lebih dari 300,000km sesaat ketidaktepatan satu saat dapat melihat sistem navigasi beratus-ratus ribu batu keluar.

Ketepatan yang tepat juga penting dalam banyak aplikasi komputer moden. Komunikasi global, terutamanya transaksi kewangan perlu dilakukan dengan tepat. Di Wall Street atau bursa saham London yang kedua dapat melihat nilai naik atau jatuh saham oleh jutaan. Tempahan dalam talian juga memerlukan ketepatan dan penyegerakan yang sempurna hanya jam atom boleh memberikan tiket sebaliknya boleh dijual lebih dari satu kali dan mesin tunai boleh berakhir membayar gaji anda dua kali jika anda menjumpai mesin tunai dengan jam perlahan.

Walaupun ini mungkin terdedah kepada yang lebih tidak jujur ​​daripada kami, ia tidak mengambil banyak imaginasi untuk memahami apa masalah yang mungkin menyebabkan kekurangan ketepatan dan penyelarasan. Atas sebab ini, skala masa Antarabangsa berdasarkan masa yang diberitahu oleh jam atom telah dibangunkan.

UTC (Waktu Bersama Selaras) adalah sama di mana-mana dan dapat menjelaskan perlambatan putaran bumi dengan menambahkan detik lompatan agar UTC selaras dengan GMT (Greenwich Meantime). Semua rangkaian komputer yang menyertai komunikasi global perlu disegerakkan ke UTC. Oleh kerana UTC adalah berdasarkan masa yang diberitahu oleh jam atom, ia adalah kemungkinan masa yang paling tepat. Untuk rangkaian komputer untuk menerima dan menyimpan disegerakkan ke UTC ia memerlukan akses pertama ke jam atom. Ini adalah peralatan mahal dan besar dan umumnya hanya terdapat dalam makmal fizik skala besar.

Nasib baik waktu yang diberitahu oleh jam ini masih dapat diterima oleh a rangkaian pelayan masa layu dengan menggunakan masa dan kekerapan siaran gelombang panjang yang dihantar oleh makmal fizik kebangsaan atau dari sistem GPS (Global Positioning). NTP (protokol masa rangkaian) kemudian boleh mengedarkan masa UTC ini ke rangkaian dan menggunakan isyarat masa untuk memastikan semua peranti di rangkaian sempurna disegerakkan ke UTC.

Perkembangan jam atom sepanjang abad kedua puluh telah menjadi asas kepada banyak teknologi yang kita gunakan sehari-hari. Tanpa jam atom banyak inovasi abad kedua puluh semata-mata tidak akan wujud.

Komunikasi satelit, kedudukan global, rangkaian komputer dan Internet tidak akan dapat berfungsi seperti yang kita gunakan jika bukan untuk jam atom dan ketepatan ultra dalam ketepatan waktu.

Jam atom adalah kronometer yang sangat tepat yang tidak kehilangan jutaan tahun yang kedua. Sebagai perbandingan jam digital mungkin kehilangan satu kali setiap minggu dan jam mekanik yang paling tepat akan kehilangan lebih banyak masa.

Alasan ketepatan jam atom yang luar biasa adalah bahawa ia didasarkan pada ayunan satu atom. Satu ayunan hanyalah sekadar getaran pada tahap tenaga tertentu dalam kes jam atom yang paling banyak berdasarkan kepada resonans atom caesium yang berosilasi tepat pada waktu 9,192,631,770 setiap detik.

Banyak teknologi kini bergantung pada jam atom untuk ketepatan yang tidak terkawal. Sistem pos global adalah contoh utama. Satelit GPS semuanya mempunyai jam atom dan maklumat masa ini digunakan untuk menyelesaikan kedudukan. Oleh kerana satelit GPS berkomunikasi menggunakan gelombang radio dan mereka bergerak pada kelajuan cahaya (180,000 batu sesaat dalam vakum), ketidaktepatan yang kecil pada masa itu boleh membuat kedudukan tidak tepat oleh ratusan batu.

Satu lagi aplikasi yang memerlukan penggunaan jam atom adalah dalam rangkaian komputer. Apabila komputer bercakap antara satu sama lain di seluruh dunia adalah penting bahawa mereka semua menggunakan sumber masa yang sama. Jika tidak, urus niaga sensitif masa seperti membeli-belah Internet, tempahan dalam talian, bursa saham dan juga menghantar e-mel adalah hampir mustahil. E-mel akan tiba sebelum mereka dihantar dan item yang sama di tapak membeli-belah Internet boleh dijual kepada lebih dari satu orang.

Atas sebab ini, skala masa global yang dipanggil UTC (Masa Teragih Sejagat) berdasarkan masa yang diberitahu oleh jam atom telah dibangunkan. UTC dihantar ke rangkaian komputer melalui pelayan masa. Kebanyakan pelayan masa menggunakan NTP (protokol masa rangkaian) untuk mengedarkan dan menyegerakkan rangkaian.

pelayan masa NTP boleh menerima masa UTC dari sejumlah sumber yang paling biasa jam atom di atas sistem GPS boleh digunakan sebagai sumber UTC oleh pelayan masa yang disambungkan ke antena GPS.

Kaedah lain yang biasa digunakan oleh NTP pelayan masas adalah untuk menggunakan transmisi radio gelombang panjang yang disiarkan oleh beberapa makmal fizik kebangsaan. Walaupun tidak terdapat di mana-mana dan agak mudah terdedah kepada topografi tempatan, siaran menyediakan kaedah yang selamat untuk menerima sumber masa.

Sekiranya tiada kaedah ini tersedia maka sumber waktu UTC boleh diterima dari Internet walaupun ketepatan dan keselamatan tidak dijamin.