Apabila kita melihat sepintas lalu di jam tangan atau jam pejabat, kami sering mengambil kesempatan bahawa masa yang diberikan adalah betul. Kami mungkin melihat jika jam tangan kami sepuluh minit cepat atau lambat tetapi mengambil sedikit perhatian sekiranya kedua atau kedua.

Tetapi selama beribu-ribu tahun umat manusia semakin maju untuk terus meningkat jam yang tepat faedah-faedahnya yang berlimpah hari ini dalam usia kita navigasi satelit, Pelayan NTP, Internet dan komunikasi global.

Untuk memahami betapa tepatnya masa yang boleh diukur, adalah penting untuk memahami konsep masa itu sendiri. Masa seperti yang telah diukur di Bumi selama beribu tahun adalah konsep yang berbeza untuk masa itu sendiri yang sebagai Einstein memberitahu kita adalah sebahagian daripada fabrik alam semesta itu sendiri dalam apa yang dia gambarkan sebagai ruang masa empat dimensi.

Namun, kita mempunyai masa yang diukur secara sejarah berdasarkan bukan pada masa berlalu sendiri tetapi putaran planet kita berhubung dengan Matahari dan Bulan. Satu hari dibahagikan kepada bahagian yang sama 24 (jam) yang masing-masing dibahagikan kepada minit 60 dan minit dibahagikan kepada 60 saat.

Walau bagaimanapun, kini telah menyedari bahawa masa mengukur cara ini tidak dapat dipertimbangkan dengan tepat kerana putaran bumi berubah dari hari ke hari. Segala macam pembolehubah seperti kuasa pasang surut, ribut taufan, angin suria dan juga jumlah salji di kutub yang memberi kesan kepada kelajuan putaran Bumi. Malah apabila dinosaur pertama mula merayau Bumi, panjang hari ketika kita mengukurnya sekarang hanya akan menjadi jam 22.

Kami sekarang menetapkan ketepatan masa kami mengenai peralihan menggunakan atom jam atom dengan yang kedua berdasarkan tempoh 9,192,631,770 sinaran yang dipancarkan oleh peralihan hyperfine dari atom cesium unionized dalam keadaan dasar. Walaupun ini mungkin agak rumit, ia sebenarnya hanya 'semak' atom yang tidak pernah berubah dan oleh itu dapat memberikan rujukan yang sangat tepat untuk menentukan masa kita.

Jam atom menggunakan resonans atom ini dan boleh menyimpan masa yang begitu tepat kedua tidak hilang walaupun dalam satu bilion tahun. Teknologi moden semua memanfaatkan ketepatan ini yang membolehkan banyak komunikasi dan perdagangan global yang kami manfaatkan dari hari ini dengan penggunaan navigasi satelit, Pelayan NTP dan kawalan trafik udara mengubah cara hidup kita.

Dalam zaman jam atom dan Pelayan NTP pengawalan masa kini lebih tepat dan kemudian dengan ketepatan yang semakin meningkat telah membolehkan banyak teknologi dan sistem yang kini kita ambil begitu sahaja.

Walaupun kedudukan waktu sentiasa menjadi tumpuan umat manusia, ia hanya dalam beberapa dekad kebelakangan bahawa ketepatan yang benar telah dapat dicapai berkat kedatangan jam atom.

Sebelum masa atom, pengayun elektrik seperti yang dijumpai pada jam tangan digital purata adalah ukuran masa yang paling tepat dan sementara jam elektronik seperti ini jauh lebih tepat daripada pendahulunya - jam mekanikal, mereka masih boleh hanyut sehingga satu saat dalam seminggu .

Tetapi mengapa perlu masa yang tepat, betapa pentingnya yang boleh kedua? Di dalam kehidupan sehari-hari kita yang kedua bukanlah jam penting dan elektronik (dan juga mekanikal) menyediakan masa yang tepat untuk keperluan kita.

Dalam kehidupan sehari-hari kita yang kedua membuat sedikit perbezaan tetapi dalam banyak aplikasi moden yang kedua boleh menjadi umur.

Navigasi satelit moden adalah satu contoh. Peranti ini boleh menentukan lokasi di mana-mana di bumi hingga beberapa meter. Namun, mereka hanya dapat melakukan ini kerana sifat ultra-tepat jam atom yang mengawal sistem sebagai isyarat masa yang dihantar dari satelit pelayaran bergerak pada kelajuan cahaya yang hampir 300,000 km sesaat.

Memandangkan cahaya dapat mengembara seperti jarak yang jauh dalam satu jam mana-mana jam atom yang mengawal sistem navigasi satelit yang hanya satu saat keluar kedudukannya akan tidak tepat oleh beribu-ribu batu, menjadikan sistem penentuan kedudukan tidak berguna.

Terdapat banyak teknologi lain yang memerlukan ketepatan yang sama dan juga banyak cara yang kita berdagang dan berkomunikasi. Saham dan saham turun naik dan turun setiap perdagangan kedua dan global memerlukan semua orang di seluruh dunia berkomunikasi dengan menggunakan masa yang sama.

Kebanyakan rangkaian komputer dikawal dengan menggunakan a Pelayan NTP (Protokol Masa Rangkaian). Peranti ini membolehkan rangkaian komputer untuk semua menggunakan jam atom yang sama berdasarkan waktu UTC UTC (diselaraskan masa sejagat). Dengan menggunakan UTC melalui pelayan NTP, rangkaian komputer boleh disegerakkan dalam beberapa milisaat satu sama lain.

Menguruskan Strata

Tahap peringkat menggambarkan jarak antara peranti dan jam rujukan. Misalnya jam atom yang berpusat di makmal fizik atau satelit GPS adalah peranti 0 lapisan. A lapisan 1 peranti adalah pelayan masa yang menerima masa dari peranti 0 lapisan supaya apa-apa yang khusus Pelayan NTP adalah lapisan 1. Peranti yang menerima masa dari pelayan masa seperti komputer dan penghala adalah peranti 2 lapisan.

NTP boleh menyokong sehingga tahap 16 dan walaupun terdapat penurunan dalam ketepatan semakin jauh anda pergi tahap lapisan direka untuk membolehkan rangkaian yang besar untuk semua menerima masa dari satu pelayan NTP tanpa menyebabkan kesesakan rangkaian atau penyumbatan dalam jalur lebar .

Apabila menggunakan a Pelayan NTP adalah penting untuk tidak membebankan peranti dengan permintaan masa supaya rangkaian harus dibahagikan dengan beberapa mesin pilihan yang mengambil permintaan dari Pelayan NTP (pengeluar pelayan NTP boleh mencadangkan bilangan permintaan yang dapat dikendalikannya). Peranti lapisan 2 ini sepuluh boleh digunakan sebagai rujukan masa untuk peranti lain (yang menjadi lapisan 3 devices) pada rangkaian yang sangat besar ini kemudian dapat digunakan sebagai rujukan waktu sendiri.

Di sini pada Galleon Sistem, salah satu pembekal terkemuka di Eropah Pelayan NTP sistem, kami ingin mengucapkan terima kasih kepada semua pelanggan, pembekal dan juga pesaing kami Merry Christmas dan Selamat Tahun Baru. Kami berharap 2009 adalah tahun yang berjaya untuk anda semua.

Waktu yang tepat menggunakan Jam Atom boleh didapati di seluruh Britain dan sebahagian Eropah Utara menggunakan Isyarat masa jam MSF Atom dihantar dari Cumbria, UK; ia menyediakan keupayaan untuk menyegerakkan masa pada komputer dan peralatan elektrik lain.

Isyarat UK MSF dikendalikan oleh NPL - Makmal Fizikal Kebangsaan. MSF mempunyai kuasa pemancar yang tinggi (50,000 watts), antena yang sangat cekap dan frekuensi yang sangat rendah (60,000 Hz). Sebagai perbandingan, sebuah stesen radio AM biasa menyiarkan pada kekerapan 1,000,000 Hz. Gabungan kuasa tinggi dan kekerapan yang rendah memberikan gelombang radio dari MSF banyak lantunan, dan stesen tunggal ini boleh merangkumi sebahagian besar Britain dan beberapa benua Eropah.

Kod masa dihantar dari MSF menggunakan salah satu sistem paling mudah yang mungkin, dan pada kadar data yang sangat rendah satu bit sesaat. Isyarat 60,000 Hz sentiasa dihantar, tetapi setiap saat ia dikurangkan berkuasa dalam tempoh 0.2, 0.5 atau 0.8 saat: • 0.2 saat kekurangan kuasa bermakna sifar binari • 0.5 saat kuasa dikurangkan adalah satu binari. • 0.8 saat kuasa dikurangkan adalah pemisah. Kod masa dihantar dalam BCD (Binary Coded Decimal) dan menunjukkan minit, jam, hari tahun dan tahun, bersama-sama dengan maklumat tentang waktu simpanan masa siang dan tahun lompat.

Masa dihantar menggunakan bit 53 dan pemisah 7, dan dengan itu mengambil masa 60 untuk dihantar. Jam atau jam tangan boleh mengandungi antena dan penerima yang sangat kecil dan agak mudah untuk menyahkod maklumat dalam isyarat dan menetapkan masa jam dengan tepat. Semua yang anda perlu lakukan ialah menetapkan zon waktu, dan jam atom akan memaparkan masa yang betul.

Dedicated pelayan masa yang ditala untuk menerima isyarat masa MSF tersedia. Peranti ini menyambungkan rangkaian komputer seperti mana-mana pelayan lain sahaja ini menerima isyarat masa dan mengedarkannya ke mesin lain pada rangkaian menggunakan NTP (Protokol Masa Rangkaian).

Untuk menerima dan mengedarkan dan mengesahkan sumber waktu UTC terdapat dua jenis NTP pelayan, yang server GPS NTP dan juga pelayan NTP dirujuk radio. Walaupun kedua-dua sistem ini mengedarkan UTC dengan cara yang sama cara mereka menerima maklumat masa yang berbeza.

A pelayan masa NTP GPS adalah sumber masa dan frekuensi yang ideal kerana ia dapat memberikan waktu yang sangat tepat di mana saja di dunia menggunakan komponen yang relatif murah. Setiap satelit GPS menghantar dua frekuensi L2 untuk kegunaan tentera dan L1 untuk kegunaan orang awam yang dihantar di 1575 MHz, antena dan penerima GPS murah kini boleh didapati secara meluas.

Isyarat radio dihantar oleh satelit yang boleh melalui tingkap tetapi boleh disekat oleh bangunan supaya lokasi yang ideal untuk antena GPS adalah di atas bumbung dengan pemandangan yang baik langit. Semakin satelit ia boleh menerima dari isyarat yang lebih baik. Walau bagaimanapun, antena yang dipasang pada bumbung boleh terdedah kepada serangan lampu atau voltan lain pusuan jadi penindas yang amat menyarankan dipasang sebaris pada kabel GPS.

Kabel antara antena dan penerima GPS juga kritikal. Jarak maksimum yang boleh dijalankan oleh kabel adalah biasanya hanya 20-30 meter tetapi kabel coax berkualiti tinggi yang digabungkan dengan penguat GPS yang diletakkan dalam talian untuk meningkatkan keuntungan antena boleh membenarkan lebih daripada kabel meter 100 berjalan. Hal ini dapat memberikan kesulitan dalam pemasangan di gedung yang lebih besar jika server terlalu jauh dari antena.

Penyelesaian alternatif adalah menggunakan rujukan radio NTP server masa. Ini bergantung kepada beberapa masa kebangsaan dan penghantaran radio kekerapan yang menyiarkan masa UTC. Di Britain isyarat (dipanggil MSF) disiarkan oleh Makmal Fizik Negara di Cumbria yang berfungsi sebagai rujukan masa kebangsaan United Kingdom, terdapat juga sistem serupa di Amerika Syarikat (WWVB) dan di Perancis, Jerman dan Jepun.

Radio berasaskan Pelayan NTP biasanya terdiri daripada pelayan waktu rak yang boleh dipasang, dan antena, yang terdiri daripada bar ferit di dalam kandang plastik, yang menerima siaran masa dan frekuensi radio. Ia harus sentiasa dipasang secara mendatar pada sudut yang betul ke arah penghantaran untuk kekuatan isyarat optimum. Data dihantar dalam denyutan, 60 sesaat. Isyarat ini menyediakan masa UTC kepada ketepatan mikrosecond 100, bagaimanapun, isyarat radio mempunyai jarak terhingga dan terdedah kepada gangguan.

Perayaan Tahun Baru perlu menunggu satu lagi tahun ini kerana Sistem Rotasi dan Sistem Rujukan Bumi Antarabangsa (IERS) telah memutuskan untuk 2008 akan mempunyai Leap Second ditambah.

IERS mengumumkan di Paris pada bulan Julai bahawa Leap Second yang positif akan ditambah kepada 2008, yang pertama sejak Disember 31, 2005. Leap Seconds diperkenalkan untuk mengimbangi ketidaktentuan putaran Bumi dan untuk memastikan UTC (Waktu Bersama Selaras) dengan GMT (Greenwich Meantime).

Second extra baru akan ditambah pada hari terakhir tahun ini pada jam 23, 59 minit dan 59 detik Selaras Masa Sejagat - 6: 59: 59 pm Waktu Standard Timur. 33 Leap Seconds telah ditambah sejak 1972

Pelayan NTP sistem yang mengawal masa penyegerakan pada rangkaian komputer semuanya ditadbir oleh UTC (Waktu Bersama Selaras). Apabila tambahan kedua ditambahkan pada akhir tahun UTC secara automatik akan diubah sebagai tambahan kedua. #

Sama ada a Pelayan NTP menerima isyarat masa dari transmisi seperti MSF, WWVB atau DCF atau dari rangkaian GPS isyarat akan secara automatik membawa pengumuman Leap Second.

Notis Leap Kedua dari Perkhidmatan Sistem Rotasi dan Rujukan Bumi Antarabangsa (IERS)

SERVICE INTERNATIONAL DE LA ROTATION TERRESTRE ET SYSTEMES DE RUJUKAN

SERVICE DE LA ROTATION TERRESTRE
OBSERVATOIRE DE PARIS
61, Av. de l'Observatoire 75014 PARIS (Perancis)
Tel. : 33 (0) 1 40 51 22 26
FAX: 33 (0) 1 40 51 22 91
e-mel: services.iers@obspm.fr
https://hpiers.obspm.fr/eop-pc

Paris, 4 Julai 2008

Buletin C 36

Kepada pihak berkuasa yang bertanggungjawab untuk pengukuran dan pengedaran masa

UTC TIME LANGKAH
pada 1st Januari 2009

Laju positif kedua akan diperkenalkan pada akhir Disember 2008.
Urutan tarikh penanda kedua UTC ialah:

2008 Disember 31, 23h 59m 59s
2008 Disember 31, 23h 59m 60s
2009 Januari 1, 0h 0m 0s

Perbezaan antara UTC dan Masa Atom Antarabangsa TAI ialah:

dari 2006 Januari 1, 0h UTC, ke 2009 Januari 1 0h UTC: UTC-TAI = - 33s
dari 2009 Januari 1, 0h UTC, sehingga notis selanjutnya: UTC-TAI = - 34s

Lompat detik boleh diperkenalkan di UTC pada akhir bulan Disember

A pelayan masa GPS adalah benar-benar peranti komunikasi. Tujuannya adalah untuk menerima isyarat masa dan kemudian mengedarkannya di antara semua peranti pada rangkaian. Masa pelayan s sering disebut perkara yang berbeza dari pelayan masa rangkaian, pelayan masa GPS, pelayan masa radio dan pelayan NTP.

Kebanyakan pelayan masa menggunakan protokol NTP (Protokol Masa Rangkaian). NTP adalah salah satu protokol tertua Internet dan digunakan oleh majoriti mesin yang menggunakan pelayan masa. NTP sering dipasang, dalam bentuk asas, dalam kebanyakan sistem operasi.

A pelayan masa GPS, seperti namanya, menerima isyarat masa dari Rangkaian GPS. Satelit GPS benar-benar tidak lebih daripada jam yang mengasyikkan. Di atas setiap satelit GPS adalah jam atom. Masa ultra-tepat dari jam ini adalah apa yang dihantar dari satelit (bersama dengan kedudukan satelit).

Sistem navigasi satelit berfungsi dengan menerima isyarat masa dari tiga atau lebih satelit dan dengan menjalankan kedudukan satelit dan berapa lama isyarat yang diperlukan untuk tiba, ia boleh mengepalai kedudukan.

Pelayan masa GPS memerlukan maklumat yang kurang dan hanya satu satelit diperlukan untuk menerima rujukan masa. Antena pelayan masa GPS akan menerima isyarat masa dari salah satu satelit yang mengorbit 33 melalui garis penglihatan, jadi tempat terbaik untuk membaiki antena adalah bumbung.

Yang paling berdedikasi Pelayan masa NTP GPS memerlukan jam 48 yang baik untuk mencari dan mendapatkan penetapan mantap pada satelit tetapi apabila ia jarang berlaku, komunikasi akan hilang.

Masa yang disampaikan oleh satelit GPS dikenali sebagai masa GPS dan walaupun ia berbeza dengan waktu rasmi UTC UTC (Waktu Bersama Selaras) kerana kedua-duanya berdasarkan masa atom (TAI) masa GPS mudah diubah oleh NTP.

Pelayan masa GPS sering dirujuk sebagai peranti NTP 1 stratum, peranti 2 lapisan adalah mesin yang menerima masa dari pelayan masa GPS. Peranti Stratum 2 dan stratum 3 juga boleh digunakan sebagai pelayan masa dan dengan cara ini satu pelayan masa GPS boleh beroperasi sebagai sumber masa untuk jumlah komputer dan peranti yang tidak terhad selagi hierarki NTP diikuti.

Jam atom adalah kemuncak peranti penyimpanan masa. Jam atom moden boleh menyimpan masa untuk ketepatan sedemikian sehingga dalam 100,000,000 tahun (100 juta) mereka tidak kehilangan walaupun dalam masa yang kedua. Kerana ketepatan tinggi ini, jam atom adalah asas untuk skala masa dunia.

Untuk membolehkan komunikasi global dan transaksi sensitif masa seperti pembelian rak dan saham skala masa global, berdasarkan masa yang diberitahu oleh jam atom, telah dibangunkan di 1972. Waktu yang berskala Waktu, Selaras Waktu Sejagat (UTC) ini dikawal dan dikawal oleh Biro Antarabangsa berat dan langkah (BIPM) yang menggunakan konstelasi jam atom atom 230 dari makmal 65 di seluruh dunia untuk memastikan tahap ketepatan yang tinggi.

Jam atom adalah berdasarkan sifat-sifat asas atom, yang dikenali sebagai mekanik kuantum. Mekanik kuantum mencadangkan bahawa elektron (zarah bercas negatif) yang mengorbit nukleus atom boleh wujud dalam pelbagai peringkat atau pesawat orbit bergantung jika mereka menyerap atau melepaskan jumlah tenaga yang betul. Apabila elektron telah menyerap atau mengeluarkan tenaga yang cukup dalam dapat 'melompat' ke tahap yang lain, ini dikenali sebagai melompat kuantum.

Kekerapan antara kedua-dua keadaan tenaga adalah apa yang digunakan untuk menjaga masa. Kebanyakan jam atom didasarkan pada atom sesium yang mempunyai tempoh radiasi 9,192,631,770 yang bersamaan dengan peralihan antara dua peringkat. Kerana ketepatan jam cesium, BIPM kini mempertimbangkan detik yang akan didefinisikan sebagai kitaran 9,192,631,770 atom caesium.

Jam atom digunakan dalam ribuan aplikasi yang berbeza di mana masa yang tepat adalah penting. Komunikasi satelit, kawalan lalu lintas udara, perdagangan internet dan GP semuanya memerlukan jam atom untuk menjaga waktu. Jam atom juga boleh digunakan sebagai kaedah menyegerakkan rangkaian komputer.

Rangkaian komputer menggunakan a NTP server masa boleh menggunakan sama ada penghantaran radio atau isyarat yang disiarkan oleh satelit GPS (Global Positioning System) sebagai sumber masa. Program NTP (atau daemon) kemudian akan memastikan semua peranti di rangkaian tersebut akan disegerakkan ke masa seperti yang diberitahu oleh jam atom.

Dengan menggunakan a Pelayan NTP diselaraskan pada jam atom, rangkaian komputer boleh menjalankan masa sejagat yang diselaraskan sama seperti rangkaian lain yang membolehkan transaksi sensitif masa dijalankan dari seluruh dunia.

NTP (Protokol Masa Rangkaian) ialah protokol penyegerakan masa yang paling banyak digunakan di Internet. Alasan kejayaannya adalah baik fleksibel dan sangat tepat (serta bebas). NTP juga diatur ke dalam struktur hierarki yang membolehkan beribu-ribu mesin dapat menerima isyarat masa dari hanya satu Pelayan NTP.

Jelas, jika seribu mesin pada rangkaian semua cuba menerima isyarat masa dari pelayan NTP pada masa yang sama rangkaian akan menjadi hambatan dan pelayan NTP akan menjadi tidak berguna.

Atas sebab ini, pokok stratum NTP wujud. Di bahagian atas pokok ialah pelayan masa NTP yang merupakan peranti 1 lapisan (sebuah peranti 0 lapisan yang menjadi jam atom yang menerima pelayan dari masa). Di bawah Pelayan NTP, beberapa pelayan atau komputer menerima maklumat masa dari peranti 1 lapisan. Alat yang dipercaya ini menjadi server 2 lapisan, yang kemudian mengedarkan informasi waktu mereka ke lapisan lain komputer atau server. Ini kemudian menjadi peranti 3 yang dapat mengedarkan maklumat masa untuk menurunkan strata (stratum 4, stratum 5 dll).

Dalam semua NTP boleh menyokong sehingga sembilan tahap peringkat walaupun jauh dari peranti 1 lapisan asal mereka adalah kurang tepat penyegerakan. Untuk contoh bagaimana hierarki NTP adalah persediaan sila lihat ini pokok stratum